原位法合成纳米金刚石对铁镍基复合材料性能的影响

摘要

部分铁镍合金为催化剂,碳纳米管为碳源,在温度1050℃,压力80MPa的条件下,利用放电等离子烧结工艺原位法合成纳米金刚石增强铁镍基复合材料,包括了用醇分散所加碳纳米管(0-1.0wt％)以及对复合材料的进一步球磨工艺.本论文通过透射电镜表征了原位合成的纳米金刚石和未发生相变的碳纳米管,并研究了两者对复合材料的显微硬度、力学性能和热膨胀系数的影响.随着碳纳米管含量的增加,复合材料的显微硬度和屈服强度接近单调增加,但是由于碳纳米管的团聚,在碳纳米管含量达到1.0wt％时,显微硬度有所下降.碳纳米管含量为0.75wt％呈现了最高的显微硬度(HV=271)和好的弹性性能.另外,复合材料在温度为25-150℃的热膨胀系数也随着碳纳米管含量的增加而降低.碳纳米管含量为0.75wt％的复合材料在室温下的热膨胀系数降低了3倍相比于FeNi30合金.因此,碳纳米管含量为0.75wt％被认为是最佳的碳纳米管加入比例.