原位合成碳纳米管增强金属基复合材料 书籍 工业技术 一般工业技术
9787030418531
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作者广西雅
出版社科学出版社
ISBN9787030418531
出版时间2021-01
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定价98元
货号11276592459
上书时间2025-05-17
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商品基本信息,请以下列介绍为准商品名称:原位合成碳纳米管增强金属基复合材料作者:定价:98.0出版社:科学出版社出版日期:ISBN:9787030418531印次:版次:1装帧:精装开本:16开
内容简介纳米技术是21世纪的高科技前沿技术。《原位合成碳纳米相增强金属基复合材料》紧跟当代纳米技术发展 的新成就和前沿,结合十余年来国内外有关纳米结构碳及其复合材料的 研究进展和成果,在写作过程中力求所涉应用领域广泛而具有代表性。本 书共分3篇、13章,内容涉及纳米结构碳的基本概念、制备方法、结构、 性质、表征方法;有关碳纳米管增强金属基复合材料的研究与发展、制备 与表征方法等;重点且系统地介绍作者近几年来在原位合成纳米结构碳增 强金属基复合材料的研究方面取得的成果。
目录目 录
《纳米科学与技术》丛书序
前言
绪论1
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. 1 CNTs 15
1.1.1 CNTs 的分类16
1.1.2 CNTs 的结构19
1.1.3 CNTs 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4 1
2. 1碳纳米相的制备方法简介4 1
2. 1 . 1 电弧放电法4 1
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. 1 CNTs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
3.3 XPS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
3.4.2 XRD 60
3.4.3 UV-VIS 61
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
5.1.1 Ni/Y/Cu 催化剂116
5.1.2 Ni/Ce/Cu 催化剂117
5.2催化剂的热稳定性120
5.2.1 Ni/Y/Cu 催化剂120
5.2.2 Ni/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12 5
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13 5
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. 1 Ti 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1 5 1
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. 2 Mg 基体160
6.3 Ag 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
7.1 A1基体上原位合成碳纳米相的机理169
7.2 Cu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. 1 CNTs增强金属基复合材料的制备方法1 85
8. 1 . 1粉末冶金法
编辑推荐《原位合成碳纳米相增强金属基复合材料》可供材料、化工、机械、电子、物理等领域的研究人员、工程技 术人员参考,同时也可作为相关专业高年级本科生、研究生以及大专院校 教师的参考用书。
摘要绪 论
一、金属基复合材料的发展历史
在人类社会的发展过程中"材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标 志。人类和材料的关系不仅广泛密切,而且非常重要。事实上,人类文明的发展 史,就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。同时,材料的不断创新和 发展,也极大地推动了社会经济的发展。在当代,材料、能源、信息是构成社会 文明和国民经济的三大支柱,其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术 先导。
两万五千年前人类开始学会使用各种用途的锋利石片,一万年前人类次 有意识地创造了自然界没有的新材料(陶器),这是人类社会进步的象征,也是社 会经济发展的结果。继陶器时代之后,由于人们生活方式的变化和战争等方面的 原因,青铜的冶炼技术被发明并逐步达到很高的水平。到18世纪,钢铁工业的 发展成为产业的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管 炼钢技术的出现使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到 应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在 材料工业中一直占据地位。之后,科学技术迅猛发展,作为“发明之母”和 “产业粮食”的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世并 得到广泛应用,仅半个世纪时间,高分子材料就与有上千年历史的金属材料并驾 齐驱,并在年产量(体积)上超过了钢,成为国民经济、国防科学和高科技领 域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类早利用自然界所提供 的原料制造的材料。20世纪50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使 陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能 陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术发展的需要。
现在人们按化学成分的不同将材料划分为金属材料、无机非金属材料和有机 高分子材料三大类以及它们的复合材料。金属材料科学主要是研究金属材料的成 分、组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的 工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程与相的关系,金属材料的制备 方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对 其按化学成分进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类 包括结构材料和功能材料14]。
金属基复合材料(metal matrix composites, MMCs)是在树脂基复合材料的 基础上发展起来的,它是以金属或合金为基体,以不同材料的纤维或颗粒为增强 物的复合材料。其特点在于有一个连续的金属或者合金基体,其他组元相则是均 勻地分布在金属基体中。近代金属基复合材料的研究始于1924年Schmit[5]关于 铝/氧化铝粉末烧结的研究工作。在20世纪30年代,沉淀强化理论出现(,],并 在以后的几十年中得到很大发展;60年代,金属基复合材料已经发展成为复合 材料的一个新的分支;"0年代,日本丰田公司将陶瓷纤维增强铝基复合材 料用于制造柴油发动机活塞,从此金属基复合材料的研制与开发工作得到了快速 发展。土耳其的S Eroglu等用离子喷涂技术制得了 NiC'-Al/Mg0-Zr02功能梯度 涂层。目前,金属基复合材料已经引起有关部门的高度重视,特别是航空航天部门 推进系统使用的材料,其性能已经接近极限。因此,研制工作温度更高,比刚度、 比强度大幅度提升的金属基复合材料,已经成为发展高性能材料的一个重要方向。 1990年,美国在航天推进系统中形成了 3250万美元的高级复合材料(主要为 MMCs)市场,年平均增长率为16%,远远高于高性能合金的年增长率[2’8]。
增强体是金属基复合材料的关键组分之一,具有增强强度和刚度、改善性能
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