当前位置:
X-MOL 学术
›
J. Alloys Compd.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Hybrid carbon nanomaterials reinforced magnesium matrix composite with simultaneously improved thermal and mechanical performances
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2025-06-03 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.181390
Kun Huang, Xian Du, Tong Wang, Xudong Li, Shubo Li, Ke Liu, Zhaohui Wang, Wenbo Du
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2025-06-03 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.181390
Kun Huang, Xian Du, Tong Wang, Xudong Li, Shubo Li, Ke Liu, Zhaohui Wang, Wenbo Du
![]() |
Hybrid carbon nanomaterials (HCNs) with highly stable dispersion were synthesized with graphene nanoplatelets (GNPs), carbon nanotubes (CNTs), and carbon blacks (CBs) in a mass ratio of 3:1:4 through ultrasonication in ethanol. The settlement ratio (24 h) of HCNs (7%), determined from UV-Vis adsorption spectra, was significantly lower than that of single CNs (>89%), and the dispersion remained stable for over 30 days. In this hybrid system, CNTs acted as 1D spacers to prevent GNP agglomeration, while CBs served as 0D spacers to fill the gaps between GNPs and CNTs. This HCN network not only ensured the uniform dispersion of single CNs but also established interconnected thermal and mechanical conduction pathways within the HCN/ZK61 composite. Compared with ZK61 alloy, HCN/ZK61 composite exhibited a TC of 133 W/(m·K), representing an improvement of 26.67%. The contributions of GNPs, CNTs, and CBs to the TC of HCN/ZK61 composite were calculated to be 60.88%, 31.83%, and 7.29%, respectively. HCN/ZK61 composite achieved tensile yield strength of 310 MPa and elongation of 28.4%, corresponding to improvements of 28.63% and 66.08%, respectively, than ZK61 alloy. This hybrid strategy of utilizing CNs as reinforcements expands the potential applications of Mg alloys in functional and structural fields.
中文翻译:
混合碳纳米材料增强镁基复合材料,同时改善了热性能和机械性能
通过在乙醇中超声处理,以 3:1:4 的质量比合成了石墨烯纳米片 (GNP)、碳纳米管 (CNT) 和炭黑 (CBs) 具有高度稳定分散体的杂化碳纳米材料 (HCN)。根据紫外-可见吸附光谱确定 HCNs 的沉降率 (7%) (24 h) 显著低于单个 CNs (>89%),分散性保持稳定 30 d 以上。在这个混合系统中,CNT 充当 1D 间隔物以防止 GNP 团聚,而 CB 充当 0D 间隔物以填充 GNP 和 CNT 之间的间隙。这种 HCN 网络不仅确保了单个 CN 的均匀分散,而且在 HCN/ZK61 复合材料内建立了相互连接的热传导和机械传导途径。与 ZK61 合金相比,HCN/ZK61 复合材料的 TC 为 133 W/(m·K),提高了 26.67%。计算出 GNPs、CNTs 和 CBs 对 HCN/ZK61 复合材料 TC 的贡献率分别为 60.88%、31.83% 和 7.29%。HCN/ZK61 复合材料的拉伸屈服强度为 310 MPa,伸长率为 28.4%,分别比 ZK61 合金提高了 28.63%和 66.08%。这种利用 CN 作为增强材料的混合策略扩大了 Mg 合金在功能和结构领域的潜在应用。
更新日期:2025-06-04
中文翻译:

混合碳纳米材料增强镁基复合材料,同时改善了热性能和机械性能
通过在乙醇中超声处理,以 3:1:4 的质量比合成了石墨烯纳米片 (GNP)、碳纳米管 (CNT) 和炭黑 (CBs) 具有高度稳定分散体的杂化碳纳米材料 (HCN)。根据紫外-可见吸附光谱确定 HCNs 的沉降率 (7%) (24 h) 显著低于单个 CNs (>89%),分散性保持稳定 30 d 以上。在这个混合系统中,CNT 充当 1D 间隔物以防止 GNP 团聚,而 CB 充当 0D 间隔物以填充 GNP 和 CNT 之间的间隙。这种 HCN 网络不仅确保了单个 CN 的均匀分散,而且在 HCN/ZK61 复合材料内建立了相互连接的热传导和机械传导途径。与 ZK61 合金相比,HCN/ZK61 复合材料的 TC 为 133 W/(m·K),提高了 26.67%。计算出 GNPs、CNTs 和 CBs 对 HCN/ZK61 复合材料 TC 的贡献率分别为 60.88%、31.83% 和 7.29%。HCN/ZK61 复合材料的拉伸屈服强度为 310 MPa,伸长率为 28.4%,分别比 ZK61 合金提高了 28.63%和 66.08%。这种利用 CN 作为增强材料的混合策略扩大了 Mg 合金在功能和结构领域的潜在应用。