Copper-based composites strengthened with carbon nanotubes

• Autorzy: Zygoń P. , Gwoździk M. , Kolan C. , Nitkiewicz Z. , Gębara P.

Warianty tytułu

PL

Kompozyty na bazie miedzi wzmacniane nanorurkami węglowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the preliminary results of studies on obtaining copper-based composite materials strengthened with carbon nanotubes modified with copper nanoparticles. The nanotubes modification was carried out by chemically attaching copper nanoparticles originating from copper acetate. Electrolytically obtained copper powders were used as the matrix. The materials were consolidated by one-sided pressing followed by sintering. Microscopic examinations both of the powders and of the finished sinters were carried out using an Olympus GX41 optical microscope. Additionally, quantitative analysis of the sinters structure on non-etched microsections was performed. Computer software Image - Pro Plus was used to calculate the nanotubes surface fraction and their average surface area; the studied micro-particles aspect ratio was also determined. It has been shown that the nanotubes in the sinters, depending on the sintering method, differ in size and arrangement in the composite.

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań otrzymywania materiałów kompozytowych na osnowie miedzi umacnianych nanorurkami węglowymi modyfikowanymi nanocząstkami miedzi. Modyfikacja nanorurek była prowadzona poprzez chemiczne dołączenie nanocząstek miedzi pochodzących od octanu miedzi. Jako osnowę zastosowano proszki miedzi otrzymane elektrolitycznie. Konsolidacja materiałów następowała poprzez jednostronne prasowanie i następujące po nim spiekanie. Wykonano badania mikroskopowe zarówno proszków, jak i gotowych spieków przy użyciu mikroskopu optycznego firmy Olimpus GX41. Przeprowadzono także ilościową analizę struktury spieków na zgładach nietrawionych. Do tego celu został wykorzystany program komputerowy Image - Pro Plus, za pomocą którego obliczono udział powierzchniowy nanorurek oraz ich średnie pole powierzchni, a także wyznaczono współczynnik kształtu badanych mikrocząstek. Wykazano, że nanorurki w spiekach w zależności od metody spiekania różnią się wielkością oraz rozmieszczeniem w kompozycie.

Słowa kluczowe

EN

nanotubes CNT-Cu; composites; Cu

PL

nanorurki CNT-Cu; kompozyty; Cu

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 13, nr 3
• Strony: 198--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zygoń P.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa, Poland

autor

Gwoździk M.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa, Poland

autor

Kolan C.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa, Poland

autor

Nitkiewicz Z.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Materials Engineering, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa, Poland

autor

Gębara P.

• Czestochowa University of Technology, Institute of Physics, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Ostrowski T., Metalurgia proszków, Politechnika Lubelska, Lublin 1978.
• [2] Zygoń P., Gwoździk M., Peszke J., Nitkiewicz Z., Surface topography of carbon nanotubes posing a reinforcing phase in composite materials, Kompozyty 2012, 4, 262-265.
• [3] Zygoń P., Peszke J., Gwoździk M., Topografia powierzchni nanorurek węglowych wzbogaconych cząstkami miedzi, kobaltu i bromu, Prace Szkoły Inżynierii Materiałowej, Monografia pod redakcją prof. J. Pacyny, Kraków 2012, 321-325.
• [4] Zygoń P., Peszke J., Changing properties of silver nanoparticles modified carbon nanotubes, XIII International Scientific Conference, New Technologies and achievements in metalurgy and materials engineering, Monografie nr 24, Częstochowa 2012, 740-743.
• [5] Iijima S., Helical microtubues of graphitic carbon, Nature 1991, 354, 56-58.
• [6] Zhu T., Zheng L.X., O’Connell M.J., Dooru S.K., Ultralong single-wall carbon nanotubes, Nature Materials 2004, 3, 673-676.
• [7] Jakubowska M., Biało D., Słoma M., Młożniak A., Modern composite materials containing carbon nanotubes for thick film technology appliance, Composites 2008, 2, 158-163
• [8] Boccarccini A.R., Acevedo D.R., Brusatin G., Colombo P., Borosilicate glass matrix composites containing multi-wall carbon nanotubes, Journal of the European Ceramic Society 2005, 25, 1515-1523.
• [9] Rosłaniec Z., Broza G., Schulte K., Nanocomposites based on multiblock polyester elastomers (PEE) and carbon nanotubes (CNT), Composite Interfaces 2003, 10, 95-102.
• [10] Kwiatkowska M., Broza G., Męcfel J., Sterzyński T., Rosłaniec Z., Preparation and characterisation of PBT/ carbon nanotubes polimer nanocomposites, Kompozyty 2005, 2, 99-104.
• [11] Rajkumar K., Aravindan S.,Tribological studies on micro-wave sintered copper-carbon nanotube composites, Wear 2011, 270, 613-621.
• [12] Parker W.J., Jenkins R.J., Butler C.P., Abbott G.L., Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity and thermal conductivity, J. Appl. Phys. 1961, 32, 1679-1684.
• [13] Dong S.R., Tu J.P., Zhang X.B., An investigation of the sliding wear behavior of Cu-matrix composite reinforced by carbon nanotubes, Mater. Sci. Eng. A 2001, 313, 83-87.
• [14] Khaleghi E., Torikachvili M., Meyers M.A., Olevsky E.A., Magnetic enhancement of thermal conductivity in copper-carbon nanotube composites produced by electroless plating, freeze drying, and spark plasma sintering, Materials Letters 2012, 79, 256-258.