何　卫，王利民，蔡　炜，汤　超，姚　辉

(国网电力科学研究院 武汉南瑞有限责任公司，武汉 430074)



氮掺杂碳纳米管/铝基复合材料的制备及性能

何卫，王利民，蔡炜，汤超，姚辉

(国网电力科学研究院 武汉南瑞有限责任公司，武汉 430074)

采用化学气相沉积法合成出氮原子掺杂的碳纳米管，再将其与铝基体进行复合制备出碳纳米管/铝基复合材料。运用TEM和XPS研究氮掺杂碳纳米管的结构形貌和掺杂形态，并对碳纳米管/铝基复合材料的力学和电学性能进行研究与分析。结果表明：碳纳米管呈现出竹节状周期性多层结构，且成功掺杂氮原子。与纯碳纳米管相比，基于氮掺杂碳纳米管的铝基复合材料具有更高的抗拉强度和电导率。由于氮原子的引入，改善了碳纳米管的分散度和浸润性，提升了其电子传递效率，从而更有利于其在金属基复合材料中的应用。

氮掺杂碳纳米管；铝基复合材料；粉末冶金；电导率

由于碳纳米管具有优异的力学性能、高的电导率和热导率等特性，近年来采用碳纳米管制备金属基复合材料已成为了研究的热点[1]。Boesl等[2]通过原位拉伸测试观察到，当碳纳米管的体积分数仅为1%时，碳纳米管/铝基复合材料的抗拉强度较纯铝提升了40%。Hjortstam等[3]提出将高质量、定向排列的碳纳米管均匀分布于金属基体中，可实现碳纳米管/金属基复合材料超低的电阻率。然而，由于碳纳米管比表面积大、比表面能高、团聚现象严重，很难实现在金属基体中均匀分散，并且碳纳米管表面活性低、其与金属基体的结构差异大，两者间相容性较差。……