表面生长碳纳米管对C/C复合材料钎焊接头的影响

doi:10.3901/JME.2020.08.020

机械工程学报 ›› 2020, Vol. 56 ›› Issue (8): 20-27.doi: 10.3901/JME.2020.08.020

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表面生长碳纳米管对C/C复合材料钎焊接头的影响

常青, 张丽霞, 孙湛, 宋义河, 朱泳安

哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨 150001

收稿日期:2019-10-18 修回日期:2019-11-28 出版日期:2020-04-20 发布日期:2020-05-28
通讯作者: 张丽霞(通信作者),女,1977年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为陶瓷及复合材料与金属钎焊及扩散焊,高效热电器件的连接技术基础以及碳纳米材料在钎焊中的应用。E-mail:hitzhanglixia@163.com
作者简介:常青,男,1990年出生,博士研究生。主要研究方向为碳纳米管制备及C/C复合材料钎焊。E-mail:cty1990@hotmail.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51775142）。

Influence of Surface Modification by Carbon Nanotube on C/C Composite Brazing Joints

CHANG Qing, ZHANG Lixia, SUN Zhan, SONG Yihe, ZHU Yongan

State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001

Received:2019-10-18 Revised:2019-11-28 Online:2020-04-20 Published:2020-05-28

摘要/Abstract

摘要： 采用等离子增强化学气相沉积（Plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD）方法在C/C复合材料表面制备碳纳米管，探究了催化剂溶液浓度、碳纳米管生长温度、生长时间、气体压强、气体流量等工艺参数对碳纳米管生长的影响。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术对制备的碳纳米管进行表征，最佳工艺参数下所生长的碳纳米管为多壁碳纳米管，碳纳米管壁的层数约15层，碳纳米管直径和长度分别为约18.9 nm和约2.5 μm。将C/C复合材料与Nb和Ti600两种金属进行钎焊连接，对有无碳纳米管的钎焊接头进行分析，发现表面生长碳纳米管有利于提高钎料润湿性，钎焊接头强度也有所提高。

关键词: C/C复合材料, 碳纳米管, PECVD, 钎焊

Abstract: The carbon nanotube grows on the C/C composite by using PECVD method. Influence of the parameters (e.g. catalyst concentration, growth temperature, growth time, gas pressure and gas flow) on carbon nanotube morphology are investigated. The carbon nanotube is detected by Raman spectra, SEM and TEM technology. Under the optimal parameters, the grown carbon nanotube is multiwall carbon nanotube. The number of nanotube walls is 15. The diameter and length of the carbon nanotube are 18.9 nm and 2.5 μm respectively. The C/C composite is brazed with Nb and Ti600. Two kinds of brazing joints with and without carbon nanotube are investigated. After growing carbon nanotube, the wettability of the brazing filler and the joints shear strength are both improved.

Key words: C/C composite, carbon nanotube, PECVD, brazing

中图分类号:

TG454

常青, 张丽霞, 孙湛, 宋义河, 朱泳安. 表面生长碳纳米管对C/C复合材料钎焊接头的影响[J]. 机械工程学报, 2020, 56(8): 20-27.

CHANG Qing, ZHANG Lixia, SUN Zhan, SONG Yihe, ZHU Yongan. Influence of Surface Modification by Carbon Nanotube on C/C Composite Brazing Joints[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2020, 56(8): 20-27.

参考文献

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表面生长碳纳米管对C/C复合材料钎焊接头的影响

Influence of Surface Modification by Carbon Nanotube on C/C Composite Brazing Joints

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