铝硅碳纳米管复合材料

抗拉强度 391 MPa

通过铝硅共晶反应在碳纳米管与铝基体之间形成不连续强界面，改善润湿性与界面结合，同时利用硅颗粒的钉扎效应固定碳纳米管，充分发挥载荷传递作用。

Zhang, Xin · 李欣 · 刘雷 · 李波 · 侯晓东 · Deng, Pan · Gao, Lina · 李树丰

Journal of Materials Science and Technology 2023

参数信息

抗拉强度

391 MPa

延伸率

7.5 %

技术优势

强度提升显著

Al-5Si-0.5CNTs复合材料的抗拉强度达到391 MPa，同时保持7.5%的延伸率。

界面结合改善

铝硅共晶反应形成的Al/Si/CNTs复合界面有效改善了碳纳米管与铝基体的润湿性和界面结合。

抑制有害界面反应

硅元素阻碍碳原子在铝基体中的溶解扩散，从而抑制了Al-CNTs的界面反应。

载荷传递增强

硅颗粒在变形过程中通过钉扎效应固定碳纳米管，从而改善了载荷传递。

应用场景

• 轻量化结构件：用于制造高比强度、轻量化的结构件，如航空航天和交通领域的承载部件。
• 航空航天材料：该复合材料的高比强度和比模量满足航空航天领域对减重和高性能的双重要求。
• 金属基复合材料：通过界面调控充分发挥碳纳米管在铝基体中的强化效果，为金属基复合材料的设计提供新策略。
• 机械零件：用于制造高强度和一定塑性的机械零件，如齿轮、支架等，可在保证可靠性的同时减轻重量。