纳米科学与技术：原位合成碳纳米管增强金属基复合材料

图书标准信息

• 作者 赵乃勤、何春年 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2014-10
• 版次 1
• ISBN 9787030418531
• 定价 98.00元
• 装帧 精装
• 开本 32开
• 纸张 胶版纸
• 页数 328页
• 字数 420千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 纳米科学与技术

【内容简介】

　　碳纳米结构具有优异的物理和力学性能而成为金属基复合材料的理想增强体。保证碳纳米相在金属基体中的分散均匀、界面结合良好和结构完整性是获得高性能金属基复合材料需要解决的关键的科学问题。《纳米科学与技术：原位合成碳纳米管增强金属基复合材料》阐述了金属基体对催化合成碳纳米相的作用机制和碳纳米相的生长机理，阐明了不同结构碳纳米相的热稳定性和相演变规律，介绍了利用化学气相沉积技术，直接在不同金属基体上催化合成碳纳米结构，实现其可控生长的方法和途径。介绍了采用粉末冶金法制备碳纳米相增强金属基（铝基，铜基）复合材料，阐述金属基体与碳纳米相的相互作用以及增强相对金属的强化机理。

【作者简介】

 

【目录】

目录
《纳米科学与技术》丛书序
前言
绪论1
第一篇碳纳米相的合成与表征
第1章碳纳米相的结构与性能15
1.1CNTs15
1.1.1CNTs的分类16
1.1.2CNTs的结构19
1.1.3CNTs的性能24
1.2碳洋葱30
1.2.1碳洋葱的结构30
1.2.2碳洋葱的性能32
1.3碳包覆金属纳米颗粒32
1.3.1碳包覆金属纳米颗粒的结构32
1.3.2碳包覆金属纳米颗粒的性能34
参考文献36
第2章碳纳米相的制备方法41
2.1碳纳米相的制备方法简介41
2.1.1电弧放电法41
2.1.2激光烧蚀法42
2.1.3化学气相沉积法42
2.1.4其他方法43
2.2化学气相沉积法的影响因素43
2.2.1催化剂的种类43
2.2.2碳源种类44
2.2.3载体作用45
2.2.4载气作用46
2.3碳纳米相的生长机理46
2.3.1CNTs的生长机理46
2.3.2碳洋葱的生长机理47
参考文献48
第3章碳纳米相的表征方法53
3.1电子显微镜与原子力显微镜53
3.2拉曼光谱55
3.3XPS与傅里叶红外光谱58
3.4其他表征手段60
3.4.1热重分析60
3.4.2XRD60
3.4.3UV-VIS61
3.4.4紫外光电子能谱61
3.4.5元素分析与能量色散谱仪61
参考文献62
第二篇金属基体上原位合成碳纳米相的研究
第4章碳纳米相在铝基体上的合成69
4.1催化剂69
4.1.1催化剂的制备69
4.1.2催化剂的表征70
4.2原位合成CNTs的影响因素探讨72
4.2.1催化剂类型72
4.2.2催化剂含量87
4.2.3反应温度90
4.2.4反应时间94
4.2.5反应气比例97
4.2.6反应载气种类97
4.3原位合成碳洋葱的影响因素探讨101
4.3.1催化剂的表征101
4.3.2反应温度102
4.3.3反应时间104
4.3.4反应载气种类104
4.4碳包覆金属纳米晶的合成及性能107
4.4.1碳包覆M纳米颗粒的结构分析107
4.4.2碳包覆M纳米颗粒的磁性能107
4.4.3碳包覆M纳米颗粒的摩擦学性能109
参考文献110
第5章碳纳米相在Cu基体上的合成113
5.1催化剂的选择113
5.1.1Ni/Y/Cu催化剂116
5.1.2Ni/Ce/Cu催化剂117
5.2催化剂的热稳定性120
5.2.1Ni/Y/Cu催化剂120
5.2.2Ni/Ce/Cu催化剂122
5.3制备工艺对Cu载体催化剂活性的影响124
5.3.1溶液浓度对催化剂活性和产物形貌的影响124
5.3.2煅烧温度对催化剂活性和产物形貌的影响125
5.3.3还原温度对催化剂活性和产物的影响128
5.4反应合成工艺对Ni/Y/Cu催化剂活性和产物形貌的影响130
5.4.1反应气比例对产物产率和形貌的影响130
5.4.2反应温度对产物产率和形貌结构的影响131
5.5反应合成工艺对Ni/Ce/Cu催化剂活性和产物形貌的影响135
5.6稳定剂含量对催化剂热稳定性及催化性能的影响141
参考文献146
第6章碳纳米相在其他金属基体上的合成初探147
6.1Ti基体147
6.1.1合成温度的影响147
6.1.2催化剂M含量的影响151
6.1.3催化剂前驱体还原温度的影响153
6.1.4反应气与载气比例对最终产物的影响155
6.1.5载气类别对反应产物的影响及其与温度的关系158
6.2Mg基体160
6.3Ag基体163
参考文献166
第7章碳纳米相在金属基体上的生长机理探讨168
7.1A1基体上原位合成碳纳米相的机理169
7.2Cu基体上原位合成碳纳米相的机理175
参考文献180
第三篇CNTs原位增强金属基复合材科
第8章CNTs增强金属基复合材料的研究现状185
8.1CNTs增强金属基复合材料的制备方法185
8.1.1粉末冶金法185
8.1.2熔体浸渍法187
8.1.3搅拌铸造法187

8.1.4原位合成法188

8.1.5喷射沉积法189

8.1.6电化学沉积法190

8.2CNTs与金属的界面结构190

8.2.1界面在复合材料中的作用190

8.2.2复合材料界面结构类型191

8.2.3CNTs与金属的界面192

8.3CNTs增强金属基复合材料的性能194

8.3.1CNTs/A1复合材料的性能194

8.3.2CNTs/Cu复合材料的性能195

8.3.3其他金属基体的复合材料性能196

8.4CNTs增强金属基复合材料的强化机理196

8.4.1混合定律197

8.4.2细晶强化机制198

8.4.3位错强化机制198

8.4.4弥散强化机制199

8.4.5载荷强化机制199

参考文献200

第9章原位合成CNTs/A1复合材料的结构与性能205

9.1CNTs/Al复合材料的结构与性能205

9.1.1CNTs/Al复合材料中CNTs的稳定性206

9.1.2CNTs/Al复合材料的致密度207

9.1.3CNTs/Al复合材料的压缩性能209

9.1.4CNTs/Al复合材料的耐蚀性211

9.2原位合成-短时球磨-粉末冶金法制备CNTs/Al复合材料214

9.2.1球磨转速和过程控制剂的选择215

9.2.2球磨时间对CNTs/Al复合材料组织和力学性能影响218

9.2.3CNTs含量对CNTs/Al复合材料组织和力学性能影响223

9.2.4CNTs/Al复合材料的热膨胀系数229

参考文献232

第10章原位合成CNTs(CNFs)/CU复合材料的结构与性能234
10.1CNTs(CNFs)/Cu复合粉末的制备与表征235

10.1.1低含量催化剂在Cu基体上的分布236

10.1.2反应时间对产物产率的影响236

10.1.3低含量催化剂制备CNF(M/Y)/Cu原位复合粉末的表征237

10.1.4共沉积混合后复合粉末的结构表征238

10.2热处理对原位复合粉末及复合材料性能的影响241

10.3还原温度对复合粉末形貌及复合材料性能的影响247

10.4粉末冶金制备工艺对复合材料性能的影响250

10.5CNFs(Ni/Y)/Cu复合材料的微观组织形貌253

10.5.1CNFs(M/Y)/Cu复合材料的微观组织分析253

10.5.2CNFs(Ni/Y)/Cu复合材料压缩断口形貌分析256

10.5.3CNFs(Ni/Y)/Cu复合材料的弯曲断口形貌分析258

10.6CNFs(Ni/Y)/Cu复合材料的物理力学性能259

10.6.1CNFs含量对复合材料密度和电导率的影响259

10.6.2CNFs含量对复合材料硬度和屈服强度的影响259

10.6.3CNFs(M/Y)/Cu复合材料的热膨胀行为260

参考文献263

第11章原位合成CNTs增强其余金属基体复合材料的结构与性能265
11.1CNTs/Ti复合材料的结构与性能265
11.1.1CNTs/Ti复合材料的制备工艺265
11.1.2CNTs/Ti复合材料的微观组织结构266
11.1.3CNTs/Ti复合材料的力学性能研究272
11.1.4CNTs/Ti复合材料的摩擦磨损性能研究275
11.1.5CNTs/Ti复合材料强化机制探讨279
11.2CNTs/Mg复合材料的结构与性能281
11.2.1CNTs/Mg复合材料的制备工艺281
11.2.2CNTs含量对复合材料性能的影响284
11.2.3CNTs/Mg复合材料的物理性能287
11.2.4CNTs/Mg复合材料的成分与界面研究289
参考文献292
第12章原位增强碳/金属基复合材料的强化机理293
12.1CNTs/金属基体界面结合的机理研究293
12.1.1缺陷对CNTs上金属原子吸附的影响294
12.1.2缺陷对金属表面与CNTs间相互作用的影响296
12.2CNTs原位增强金属基复合材料界面的实验分析298
12.2.1反应型界面增强(CNTs/Al)298
12.2.2非反应型界面增强(CNTs/Cu)302
参考文献302
第13章应用和展望304
13.1化学原位合成方法在制备金属基复合材料中的优势304
13.2原位合成CNTs在不同基体中的特点305
13.2.1A1基体305
13.2.2Cu基体305
13.2.3其他金属基体306
13.3存在的问题与解决途径307
13.4CNTs作为金属基复合材料增强体的发展前景308
索引309