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クロム添加銅粉末を用いたCu-CNT焼結複合材料の界面制御性と熱機械的特性

铬掺杂铜粉Cu-CNT烧结复合材料的界面可控性和热机械性能

基本信息

批准号：
10J04340
负责人：
曹承贊 (2011)
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、Cu/CNT複合材料の熱伝導性を保ったままCu/CNT界面の結合性を改善することが重要である。SPS法を用いて1263Kで焼結したCuCr/CNT複合材料のSPS圧縮軸に垂直な方向の熱伝導率はCNTの堆積分率の上昇と共に複合材料の熱伝導率は低下する傾向にあるものの、CNTの体積分率が0.5%ではマトリックスより熱伝度率が上昇し、CNTの体積分率が約2%までは大きな減少は見られず、CuCr焼結体の熱伝導率と等しい値を示した。しかし、CNTの体積分率が0.5%の複合材料の熱伝導率の増加はCr炭化物の生成が複合材料の熱伝導率に及ぼす影響は少なく、複合材料の熱伝性を保ったまた界面結合性を改善できるという可能性を示した。また、SPS法を用いて1263Kで焼結したCuCr/CNT複合材料の熱膨張係数は体積分率の増加と共に熱膨張係数は減少する傾向にあった。従って、マトリックスとCNTの界面でのCr炭化物の生成によって、界面結合性が改善された結果と考えられる。この結果から、Crを微量添加することにより、マトリックスの熱伝導率に及ぼす影響は少なくした上で、界面にCr炭化物を生成させ、界面結合性を改善できたと考えられる。また、本研究では押出し法を用いてCNTが均一に分散したCuCr/CNT複合材料を作製し、炭化物形成による界面結合性を確かめるために引張り強度を評価した。Crを添加してないCu/1%CNT複合材料の場合、引張り強度はCuより減少し、破断面でも引き抜かれたCNTが観察され、CNTのCuマトリックス間の弱い界面結合性によりマトリックスからCNTへの効果的な荷重伝達が生じなかったことが引張り強度の減少の原因と考えられる。一方、CuCr/CNT複合材料の場合、測定した引張り強度はCuCrに比べ、CNTの含有量の増加に伴い高い値を示した。また、破断面のCNTでは、内部層が現れたものと塑性変形したCNTも観察され、CNTの外面の破壊が生じCNT内部層が引き抜かれた結果で、マトリックス側の荷重がCNTに伝達され破断したものと考えられる。従って、CNTとマトリックスの界面結合性の改善がCNT複合材料の機械的特性の改善に非常に重要であることを実験的に証明し、その可能性を確かめることができた。

In this study, the combination of Cu/CNT composite materials and Cu/CNT interface can be improved in order to improve the performance of the composite materials. In the SPS method, the CuCr/CNT composite materials were used in the following steps: 1263K, 1263K, SPS, vertical, vertical, CNT, CNT, low, 0.5%, 0.5%, 0.5%, 2%, 2%, 2%, 2%, 2%, 2%, 2%, 2%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 4%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 4%, 5%, 4%, 5%, 4%, 5%, 5%, 4%, 5%, 4%, 5%, 5%, 4%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 4%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 5%, 4%, 4%, 4%, 4%, 4%, 4% The CuCr results show that the rate of failure and other indicators are significant. The interfacial bonding properties of composite materials can be improved by adding Cr carbides to form composite materials. The bonding properties of composite materials can be improved by adding Cr carbides to form composite materials. The methods of SPS and 1263K were used to measure the number of CuCr/CNT complex materials, the volume fraction, the total volume fraction and the total volume fraction. The results show that the interface of Cr carbonization is formed by CNT, and the bonding property of the interface is improved. The results showed that Cr added a small amount of carbon dioxide to improve the performance of the interface, the formation of carbides in the interface, and the improvement of the bonding property of the interface. In this study, the uniformly dispersed CuCr/CNT composite materials were used in this study, and the bonding property of the interface was determined by the formation of carbides. In Cr, the strength of Cu/1%CNT composite materials is less, the strength of CNT is less, the strength of CNT is less, the interface of CNT is weak, and the strength of CNT is lower than that of raw material. One side, CuCr/CNT composite materials are combined, tested, the strength is CuCr, the content of CNT is added, and the strength of the composite material is high. The results are as follows: the broken section, the CNT section, the plastic section, the CNT profile, the CNT, the CNT, the results, the load, the load. It is very important to improve the characteristics of the machinery of CNT composite materials. It is very important to make sure that the information and possibility of the equipment is very important.