移動端


閱讀排行 更多
企業(yè)直播 更多
推薦展會 更多

一并挖掘兩種材料技術(shù)！碳納米管增強高熵合金涂層硬度、耐磨性能

2022-03-23 14:27:49來源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：183 評論

分享：

導(dǎo)讀：碳元素的最大特點之一是存在著眾多同素異形體，涵蓋從零維到三維所有形態(tài)，其中，石墨烯和碳納米管是近年來在納米材料研究領(lǐng)域中的兩顆新星。

　　生活中有許多常見的同素異形體，例如黃磷與白磷、氧氣與臭氧等。而碳元素的最大特點之一是存在著眾多同素異形體，涵蓋從零維到三維所有形態(tài)，如以C60為代表的富勒烯(零維)、卡賓(一維)、碳納米管(準一維)、石墨烯(二維)，以及人們所熟知的石墨和金剛石(三維)。其中，石墨烯和碳納米管是近年來在納米材料研究領(lǐng)域中的兩顆新星。
 
　　碳納米管和石墨烯都屬于石墨類材料，由于碳原子的排列組合不同，形成了螺旋狀的碳納米管和片狀的石墨烯，這兩種都是強度和韌性非常高的材料。石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，即為“單層石墨片”，是構(gòu)成石墨的基本結(jié)構(gòu)單元。石墨烯的應(yīng)用非常廣泛，被用于基礎(chǔ)研究、傳感器、晶體管、柔性顯示屏、新能源電池、海水淡化、儲氫材料、航空航天等。
 
　　而碳納米管則不同。從表面上來看，在晶體結(jié)構(gòu)上，碳納米纖維的晶化程度相對較差、缺陷較多、石墨層片排列不連續(xù)并且直徑較大，算不上是真正屬于碳的晶體結(jié)構(gòu)，若是單從這一點來看，碳納米管的出現(xiàn)似乎僅是碳納米纖維的一個延伸。但事實上，碳納米管一直以來都被認為是最有可能取代硅的材料之一，碳納米管可以說成是卷曲的石墨烯，其長徑比和抗拉強度都超過了石墨烯，并且耐高溫強度也比石墨烯要強，是制備金屬基復(fù)合材料的理想增強體。
 
　　目前，碳納米管增強金屬基復(fù)合材料仍主要采用冷壓燒結(jié)、攪拌鑄造、攪拌摩擦加工、粉末冶金、高壓扭轉(zhuǎn)、離子噴涂等技術(shù)制備。但碳納米管的團聚問題始終是制約其工業(yè)應(yīng)用的主要原因之一，并且球磨和超聲分散方法均存在對工藝參數(shù)要求嚴苛、耗時耗能等問題。
 
　　近日，廣東省科學院智能制造研究所先進激光增材制造技術(shù)創(chuàng)新團隊針對CoCrFeNi-CNTs復(fù)合粉末制備、涂層微觀組織演變過程及摩擦磨損過程強化機理展開深入研究，利用自主開發(fā)的激光增減材系統(tǒng)成功制備出碳納米管增強的激光熔覆CoCrFeNi高熵合金復(fù)合涂層。
 
　　高熵合金及其涂層是近年來材料領(lǐng)域的研究熱點，具有優(yōu)異的強度、韌性、耐蝕性、耐磨性等特點，其在室溫和高溫條件下，都具有高的硬度和壓縮強度。高熵合金及其涂層在表面工程領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速。通過設(shè)計不同體系的高熵合金涂層，開發(fā)高效的制備工藝方法，將其應(yīng)用于表面工程領(lǐng)域，有望成為耐磨、耐蝕、耐熱等極端環(huán)境裝備關(guān)鍵部件表面強化的理想手段。盡管傳統(tǒng)的fcc單相CoCrFeNi系列高熵合金耐腐蝕性優(yōu)異，但仍面臨著硬度和耐磨性能不夠理想的問題。
 
　　研究團隊發(fā)現(xiàn)，通過優(yōu)化機械混合粉末工藝能夠?qū)崿F(xiàn)碳納米管在粉末表面的彌散附著，碳納米管的結(jié)構(gòu)完整性得到保持；激光照射能量使多壁碳納米管的外部碳層結(jié)構(gòu)分解，涂層的硬度水平提高了40%以上。并且在圖層摩擦磨損的過程中，晶間碳化物共晶逐漸在磨損表面沉積形成了致密的碳化物硬化層，從而提高了特層的耐磨損性能，其磨損速率下降近80%。該研究解決了硬度和耐磨性能不夠理想的問題，促進了該系列合金的工業(yè)應(yīng)用。
 
　　近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。碳納米管增強激光熔覆高熵合金復(fù)合涂層的研究，有助于高熵合金涂層多方面性能的研究，并將其應(yīng)用在更為廣泛的領(lǐng)域，如刀具切削鋼或高速鋼上的硬涂層、核燃料的高壓容器用保殼材料、隔熱涂層、船舶與海洋耐腐蝕材料等。作為一種新型的表面涂層，高熵合金涂層具有廣泛地應(yīng)用空間及發(fā)展?jié)摿Α?br /> 
　　原標題：一并挖掘兩種材料技術(shù)！碳納米管增強高熵合金涂層硬度、耐磨性能
版權(quán)與免責聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：興旺寶裝備總站”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：興旺寶裝備總站”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非興旺寶裝備總站）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
我來評論

昵稱 驗證碼

文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個字符)

所有評論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場無關(guān)

    相關(guān)新聞

    • 清華大學研究人員在基于超長碳納米管的高性能傳感器研究方面取得重要進展

      超長碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱能力、高強度、高柔性、高韌性、超耐疲勞性能、輕量化、超細的直徑和巨大的長徑比等性能，從而使其在制備各類傳感與探測器件方面展示出獨特的優(yōu)勢。
      2024-09-10 14:22:05    36
      碳納米管傳感器

    • 穿著襯衫即可測心率 碳納米管展現(xiàn)智能服裝新可能

      隨著生物傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)等現(xiàn)代科技的進步，可以實時監(jiān)測人體生理數(shù)據(jù)的智能可穿戴設(shè)備早已成為現(xiàn)代社會的一部分，商業(yè)消費級設(shè)備廣泛用于日常健康監(jiān)測，而專業(yè)醫(yī)療級設(shè)備在醫(yī)療機構(gòu)中也可以輔助進行醫(yī)療監(jiān)測。
      2021-09-03 09:46:30    150
      智能穿戴碳納米管