碳納米管的分散及其氧化鋁基復(fù)合材料研究.pdf

1、碳納米管由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、電學(xué)性能，它在復(fù)合材料領(lǐng)域中引起了廣泛的關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)碳納米管復(fù)合材料的研究主要集中在與有機(jī)聚合物和金屬材料的復(fù)合，與非金屬氧化鋁的復(fù)合的研究還很少。
　　 本課題通過(guò)對(duì)碳納米管進(jìn)行純化處理，并研究其在反應(yīng)溶劑中的分散工藝和氧化鋁前驅(qū)體的制備工藝，采用原位反應(yīng)法制備了碳納米管/氧化鋁陶瓷基復(fù)合材料，通過(guò)加入碳納米管提高氧化鋁基體的力學(xué)和電學(xué)性能。研究結(jié)果表明:
　　 (1)采用濃硝酸和混

2、酸(H2SO4/HNO3(3∶1)體積比）處理碳納米管，酸處理過(guò)的碳納米管表面都帶有-OH和-COOH官能團(tuán)，混酸處理50min碳納米管在去離子水中可穩(wěn)定分散20d，并通過(guò)TEM證實(shí)了其單分散性很好。
　　 (2)空氣中400℃煅燒2h的混酸處理50min碳納米管在0.060mol/L的碳酸氫銨溶液和去離子水中的分散性都大大下降;pH值升高對(duì)碳納米管在NH4HCO3溶液中分散性沒(méi)有明顯影響，碳納米管表面ζ電位與其穩(wěn)定分散性沒(méi)有直

3、接關(guān)系;分散劑為PEG2000或SDBS且濃度為0.2g/L，碳納米管在NH4HCO3溶液中的分散穩(wěn)定性最好，隨NH4HCO3濃度增加，碳納米管分散穩(wěn)定逐漸下降。
　　 (3)采用液相法制備納米氧化鋁的前軀體，在空氣中煅燒生成氧化鋁粉體。結(jié)果表明:控制反應(yīng)體系的配比過(guò)剩系數(shù)為1.4，PH值為11時(shí)，生成的碳酸鋁銨前驅(qū)體能夠?qū)崿F(xiàn)低溫煅燒成α-Al2O3，較理論煅燒溫度降低了200℃，α-Al2O3的粒徑在幾十納米左右。