放電プラズマ焼結により作製した傾斜機能型デュアルナノ粒子強化アルミニウム基複合材料

摘要

傾斜機能（FG）カーボンナノチューブ（CNT）およびナノ炭化ケイ素（nSiC）で強化されたアルミニウム（Al）基複合材料を高エネルギーボールミリングおよびそれに続く固体放電プラズマ焼結工程を用いて作製した．CNTは，固体混和剤としてnSiCを用いることで，Al粒子中に十分に分散した．二つの異なるタイプの多層CNTを使用し，同一体積内に異なる量のCNTを添加した．ボールミルしたAl-CNT-nSiCとAl-CNT粉末の混合物は十分に緻密化され，FGの多層複合体中で重大な微小亀裂や気孔なしに良好な付着性を示した．各層は異なる量のCNTを含有し，さらにnSiCの添加による微細構造と硬度を示した．すなわち，Al-CNT-nSiC傾斜層を効率的に設計することにより，FG多層複合材料の特性を制御することができた．この概念は，デュアルナノ粒子で強化されたAl基ナノ複合材料を作製する実行可能な方法を提供し，またポリマーやセラミック系などの他の応用にも適用することができる．