3D打印碳纳米管增强铜基复合材料的机械行为和微观结构
时间:2021-12-21 11:49 来源:南极熊 作者:admin 阅读:次
通过3D打印制备碳纳米管/铜复合材料的制作方法包括四个主要步骤(如图1): a)用MLM工艺制备CNTs/Cu粉末; b)3D打印浆料制备,即由可溶性聚合物和CNTs/Cu粉末组成的混合物; c)3D打印制备网格结构样品; d)在氢气环境下对3D打印样品进行无压烧结。 在研究过程中,该课题组首先采用分子水平混合(MLM)和微挤压三维打印(MED-3D)技术制备出碳纳米管增强铜基复合材料样品,然后进行了烧结温度的控制与优化,使其内部孔隙率降低。可以发现(如图2),随着烧结温度的升高,碳纳米管/铜复合材料的表面形貌由颗粒状转变为整体分布,提高了复合材料的致密度和强度。且在温度到达1173k时,碳纳米管/铜粉内部产生了大量的相互扩散和金属烧结现象,这也促进了烧结碳纳米管/铜复合材料的致密化。 该研究结果说明,通过优化烧结温度来控制3D打印碳纳米管/铜复合材料的孔隙率和机械强度是可行的;碳纳米管可以通过MED-3D打印技术引入粉末状液体油墨中;该工艺可用于制备具有足够强度的三维打印碳纳米管/铜复合材料。
图1 CNTs/Cu复合材料的制作步骤
图2 (a-b)在1173 K的烧结温度下,SEM图像的表面和纯Cu的横截面;(c/f)3D打印CNT/Cu复合材料表面、横截面和XRD图谱的SEM图 像,烧结温度为1173 K。
参考文献:Zhao, Q., et al., Mechanical behavior and microstructure of 3D-printed carbon nanotubes-reinforced Cu composite. Diamond and Related Materials, 2021: p. 108651.
(责任编辑:admin)
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