Luận án nghiên cứu chế tạo, tính chất của một số compozit nền kim loại gia cường bằng vật liệu ống nanô cácbon định hướng ứng dụng trong công nghiệp điện và điện tử

NỘI DUNG Danh mục bảng biểu Danh mục hình Danh mục chữ viết tắt ký hiệu MỞ ĐẦU Chương 1- TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VÀ CÁC TÍNH CHẤT 1.1 Vật liệu compozit kim loại 1.2 Vật liệu nanô cácbon 1.2.1 Cấu trúc vật liệu nanô cácbon 1.2.2 Tính chất vật liệu CNTs 10 1.3 Vật liệu compozit kim loại gia cường vật liệu CNT 16 1.3.1 Các phương pháp chế tạo 17 1.3.2 Các tính chất vật liệu 22 1.3.3 Các ứng dụng vật liệu 33 1.4 Kết luận chương 35 Chương 2- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 37 2.1 Phương pháp nghiên cứu 37 2.2 Thực nghiệm 38 2.2.1 Khảo sát tính chất vật liệu ban đầu 38 2.2.2 Phương pháp chế tạo vật liệu 42 2.3 Kết luận chương 48 Chương 3- CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT VẬT LIỆU COMPOZIT CNT/Al 49 3.1 Nghiên cứu kỹ thuật phân tán CNT với bột nhôm 49 3.1.1 Bằng phương pháp nghiền lượng cao 49 3.1.2 Bằng phương pháp nghiền lượng cao cải tiến 51 3.1.3 Bằng phương pháp nghiền lượng thấp kết hợp chất kết dính hữu 55 3.1.4 Chế tạo phương pháp kết hợp rung siêu âm làm lạnh nhanh 60 3.2 Kết khối hỗn hợp bột CNT/Al đặc trưng tính chất vật liệu compozit 63 3.2.1 Kết khối ép nóng đẳng tĩnh 63 3.2.2 Gia công biến dạng compozit sau HIP phương pháp xoắn áp lực cao 80 3.2.3 Kết khối kỹ thuật SPS 88 3.3 Kết luận chương 94 Chương 4- CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT VẬT LIỆU COMPOZIT CNT/Cu 96 4.1 Phương pháp phân tán MWCNT với bột Cu 96 4.2 Kết khối hỗn hợp bột MWCNT/Cu đặc trưng tính chất vật liệu compozit 98 4.2.1 Gia công biến dạng compozit sau HIP phương pháp xoắn áp lực cao 98 4.2.1.1 Độ cứng 100 4.2.1.2 Độ dẫn điện 101 4.2.2 Kết khối gia công compozit MWCNT/Cu kỹ thuật cán nguội 102 4.2.2.1 Nghiên cứu cấu trúc vật liệu 104 4.2.2.2 Tỷ trọng độ cứng vật liệu 105 4.2.2.3 Hệ số ma sát 107 4.2.2.4 Tính chất nhiệt điện 111 4.3 Thử nghiệm vật liệu compozit MWCNT/Cu cho ứng dụng tản nhiệt LED 113 4.3.1 LED vấn đề tản nhiệt 113 4.3.2 Tính chất nhiệt khả ứng dụng tản nhiệt compozit CNT/Cu 116 4.3.3 Thử nghiệm vật liệu compozit CNT/Cu để tản nhiệt cho đèn LED 50W 118 4.4 Kết luận chương 126 KẾT LUẬN CHUNG 127 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 129 DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 131 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN ÁN Trang 35 Bảng 1.1 Các ứng dụng tiềm vật liệu compozit CNT/kim loại Bảng 3.1 Các thông số nghiền sử dụng để phân tán CNT với bột nhôm phương pháp nghiền lượng cao 50 Bảng 3.2 Các mẫu hỗn hợp bột DWCNT gia cường với tỷ lệ CNT khác 61 Bảng 3 Các tính chất mẫu compozit MWCNT/Al so với kết công bố 77 Bảng 3.4 Kích thước miền tán xạ kết hợp (CSR) biến dạng nội compozit MWCNT/Al sau q trình HPT 84 Bảng 3.5 Tính chất vật liệu compozit DWCNT/Al chế tạo SPS 91 Bảng 3.6 So sánh hệ số ma sát (COF) với số kết công bố 93 Bảng 4.1 Kích thước CSR (d) biến dạng mạng compozit 100 Bảng 4.2 Bảng so sánh độ cứng hệ số ma sát compozit MWCNT/Cu chế tạo kỹ thuật cán với kết công bố 110 10 Bảng Thành phần nguyên tố đế tản nhiệt đèn LED flood light cơng suất 50W 119 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH TRONG LUẬN ÁN Trang Một số dạng vật liệu gia cường cho compozit kim loại: a) dạng hạt; dạng sợi ngắn; c; dạng sợi dài liên tục d) dạng dạng Hình 1.1 Hình 1.2 Tỷ lệ vật liệu dùng để chế tạo máy bay thương mại Hình 1.3 CNT đơn tường, CNT hai tường CNT đa tường Hình 1.4 Biểu diễn véctơ chiral mạng graphen Hình 1.5 Một số CNT đơn tường theo số n m khác Hình 1.6 Ví dụ ống nanơ cácbon đa tường với cấu trúc bên khác Hình 1.7 Độ bền riêng số vật liệu gia cường vật liệu 11 Hình 1.8 Độ dẫn nhiệt vật liệu nanô cácbon a) theo nhiệt độ b) khoảng nhiệt độ phòng 12 Hình 1.9 Hệ số dãn nở nhiệt SWCNT (5,5), (9.0) theo nhiệt độ hướng khảo sát khác 13 10 Hình 1.10 Cấu trúc vùng lượng graphen đơn lớp 14 11 Hình 1.11 Hàm phân bố lượng a) armchair(5,5) b) zigzag (9,0) c) zigzag(10,0) 15 12 Hình 1.12 Số lượng cơng trình nghiên cứu a) loại vật liệu gia cường b) vật liệu compozit kim loại gia cường vật liệu nanô cácbon từ năm 2004 17 13 Hình 1.13 Các phương pháp chế tạo compozit CNT/kim loại 18 14 Hình 1.14 Sự thay đổi độ bền theo thành phần CNT compozit MWCNT/Al chế tạo phương pháp khác 23 15 Hình 1.15 (a) Ảnh TEM compozit CNT/Al với mẫu bột chế tạo phương pháp nghiền bi thể khả phân tán tốt (b) đường ứng suất biến dạng vật liệu compozit CNT/Al sau kết khối phương pháp cán nóng 23 16 Hình 1.16 Độ dẫn nhiệt vật liệu compozit MWCNT/Cu chế tạo phương pháp thiêu kết xung điện plasma 25 17 Hình 1.17 a) Hệ số giãn nở nhiệt vật liệu compozit SWCNT/Al; b) tính tốn hệ số giãn nở nhiệt vật liệu compozit CNT/Al theo số mơ hình lý thuyết 28 18 Hình 1.18 a) Điện trở suất compozit SWCNT/Cu [92]; b) Đặc trưng Ampacity độ dẫn số vật liệu liên quan bao gồm vật liệu kim loại (Cu, Al, Au, Al ), vật liệu nanô cácbon (SWCNT, DWCNT, MWCNT, Graphen) số 30 compozit; c) điện trở suất mật độ dòng compozit CNT/Cu; d) độ dẫn điện compozit CNT/Cu Cu theo nhiệt độ khác [93]; điện trở suất vật liệu compozit CNT/Al theo tỷ lệ thành phần CNT khác e) Al+ 1%CNT, f) Al+ 4%CNT g Al+ 10% CNT[94] 19 Hình 1.19 Hệ số ma sát vật liệu compozit a) CNT/Cu với CNT có số lượng tường khác [96], b) CNT/Al với tỷ lệ thành phần CNT khác 31 20 Hình 1.20 a) Ảnh FE-SEM rãnh sau kiểm tra hệ số ma sát b) ảnh tán xạ điện tử ngược chế độ phân tích thành phần vật liệu compozit CNT/Cu 31 21 Hình 1.21 Mô chế tự bôi trơn màng CNT hệ số ma sát 32 22 Hình 1.22 Mơ hình tương tác màng CNT định hướng vng góc chống lại vật liệu ma sát hệ số ma sát đo theo chế độ khảo sát khác 33 23 Hình 1.23 Nhiệt độ đo (a) mơ đun LED, (b) phía sau đế tản nhiệt, (c-f) ảnh hồng ngoại IR LED sau hoạt động 20 phút: (c) 0% MWCNT, (d) 1% MWCNT, (e) 2% MWCNT, (f) 3% MWCNT 34 24 Hình 2.1 Các phương pháp nghiên cứu 37 25 Hình 2.2 Ảnh SEM phân bố kích thước hạt bột nhôm dùng làm vật liệu compozit CNT/Al 39 26 Hình 2.3 Ảnh SEM phân bố kích thước hạt bột đồng dùng làm vật liệu compozit CNT/Cu 39 27 Hình 2.4 Phổ Raman đặc trưng vật liệu MWCNT 40 28 Hình 2.5 a-c) Ảnh HRTEM vật liệu MWCNT; d) số lượng tường e) phân bố kích thước đường kính (din) đường kính ngồi (dout) 40 29 Hình 2.6 Phổ Raman đặc trưng vật liệu DWCNT 41 30 Hình 2.7 a) Ảnh HRTEM, (b) biểu đồ biểu diễn số lượng tường; (c) đường kính ngồi của vật liệu DWCNT chế tạo phương pháp CCVD sử dụng xúc tác Mg0,99(Co0,75Mo0,25)0,01O 42 31 Hình 2.8 Các phương pháp thực nghiệm chế tạo vật liệu 42 32 Hình 2.9 Nguyên lý ép nóng đẳng tĩnh: a) sơ đồ nguyên lý; b) sơ đồ thiết bị 44 33 Hình 2.10 Nguyên lý phương pháp khơng vỏ bọc (a) lỗ rỗng kín tạo q trình thiêu kết chân khơng, (b) HIP triệt tiêu lỗ rỗng, tăng mật độ vật liệu 44 34 Hình 2.11 Nguyên lý phương pháp xoắn áp lực cao 45 35 Hình 2.12 Nguyên lý phương pháp thiêu kết xung điện Plasma 46 36 Hình 2.13 Nguyên lý phương pháp cán nguội 47 37 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình phân tán MWCNT với bột nhơm phương pháp HEBM 49 48 Hình 3.2 Sự phân tán CNT mẫu hỗn hợp bột MWCNT/Al với hàm lượng CNT khác a) Al+0,5%CNT, b) Al+1%CNT c) Al+1,5%CNT d)Al+2%CNT 50 49 Hình 3 Sơ đồ quy trình chế tạo bột MWCNT/Al phương pháp HEBM cải tiến 51 40 Hình Ảnh SEM bột nhôm ban đầu (a) sau nghiền (b) 52 41 Hình Ảnh SEM hỗn hợp bột Al+1.5%MWCNT sau nghiền với độ phóng đại khác (a-c) kết đám MWCNT mẫu bột composzit Al+ 2%MWCNT (d) 53 42 Hình a) Phổ Raman vật liệu CNT hỗn hợp bột CNT/Al sau nghiền b) tỷ lệ ID/IG theo tỷ lệ thành phần CNT khác 54 43 Hình Hình mơ tả chế hấp phụ CNT bề mặt Al bọc PVA: (a) hình thành màng PVA bao quanh hạt Al (b) liên kết MWCNT với Al bọcPVA 57 44 Hình a) Hỗn hợp bột MWCNT/Al sau chế tạo, phân tán MWCNT hỗn hợp bột với hàm lượng MWCNT 0,4% (b), 0,8.% (c) 1% (d) 56 45 Hình Quy trình chế tạo hỗn hợp bột MWCNT/Al phương pháp nghiền lượng thấp sử dụng EG chất kết dính 57 46 Hình 3.10 Hình dạng bột Al ban đâu có dạng hình cầu (a) có dạng sau nghiền 57 47 Hình 3.11 a) Ảnh SEM hỗn hợp bột MWCNT/Al, phân bố CNT Al với hàm lượng CNT khác b) Al + 0,5%m CNT, c) Al+ 1%m CNT, d) Al+1,5%m CNT e-f) Al+2%m CNT 58 48 Hình 3.12 a) Phổ Raman vật liệu CNT hỗn hợp bột CNT/Al sau nghiền b) tỷ lệ ID/IG theo tỷ lệ thành phần CNT khác Hình 3.13 Quy trình chế tạo mẫu hỗn hợp bột DWCNT/Al phương pháp kết hợp rung siêu âm làm lạnh nhanh Hình 3.14 a) Mẫu hỗn hợp bột DWCNT/Al sau chế tạo, phân bố CNT mẫu hỗn hợp bột P2(b), P6 (c d), P7 (e f), P8 (g) P9 (h) 59 49 50 51 Hình 3.15 a)Phổ tán xạ Raman hỗn hợp bột DWCNT/Al b) tỷ lệ ID/IG theo hàm lượng CNT khác 60 62 63 52 Hình 3.16 Chu trình nhiệt dùng để thiêu kết vật liệu compozit MWCNT/Al với nhiệt độ khác 63 53 Hình 3.17 Ảnh SEM mẫu compozit MWCNT/Al với tỷ lệ gia cường khác a) mẫu vật liệu sau ăn mịn dung dịch ăn mịn độ phóng đại thấp ảnh phân bố CNT độ phóng đạt cao với mẫu S0.5 (b), S1 (c) (d) S1.5 64 54 Hình 3.18 Phổ tán xạ raman mẫu vât liệu MWCNT, P1 S1 65 55 Hình 3.19 Ảnh hiển vi quang học phân bố kích thước hạt sau thiêu kết nhiệt độ 600oC (a-c): a) Al, b) Al+1%CNT, c)Al+2%CNT nhiệt độ thiêu kết khác mẫu vật liệu compozit Al+1,5%CNT (d-f): d) 600oC, e) 620oC f) 640oC 66 56 Hình 3.20 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu bột P1 mẫu sau thiêu kết S1 67 57 Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc tỷ trọng tương đối vào nhiệt độ HIP hàm lượng MWCNT Hình 3.22 Đồ thị biểu thị phụ thuộc độ cứng vào hàm lượng CNT nhiệt độ thiêu kết 67 59 Hình 3.23 Điện trở suất mẫu compozit MWCNT/Al thiêu kết nhiệt độ khác HIP 71 60 Hình3.24 58 69 72 61 Hình3.25 Phổ tán xạ Raman MWCNT, bột P1 S1 Ảnh quang học bề mặt mẫu sau thiêu kết a) S0, b) S0.5, c) S1.5 d) S2 62 Hình 3.26 Mơ hình khảo sát vi cấu trúc độ cứng mẫu S1 Hình 3.27 Vi cấu trúc mẫu S1 vị trí khác nhau; ảnh bề mặt a) từ tâm mẫu biên b) vùng c) vùng d) vùng 3; ảnh mặt cắt e) từ tâm mẫu biên f) vùng 1, g) vùng 2, h) vùng 74 64 Hình 3.28 Ảnh SEM bề mặt mẫu S1 a-b) ảnh mặt cắt vùng (c-d) vùng (e-f), vùng (g-h) 76 65 Hình 3.29 Độ cứng mẫu theo tỷ lệ MWCNT khác vùng khác Hình 3.30 Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) vật liệu compozit MWCNT/Al b) so sánh giá trị thực nghiệm với tính tốn lý thuyết Hình 3.31 a) Mơ hình thiết bị HPT dùng để kết khối vật liệu b) mẫu vật liệu compozit CNT/Cu CNT/Al sau kết khối HPT 78 Hình 3.32 Ảnh SEM a) phân tán MWCNT Al thu phương pháp ăn mịn hóa học, b) hình thành đám MWCNT hàm lượng MWCNT lớn 2% c) rãnh nhỏ hình thành với mẫu có thành phần 82 63 66 67 68 73 75 79 81 MWCNT % CNT d) phân bố CNT rãnh với độ phân giải cao 69 Hình 3.33 a) Các điểm khảo sát độ cứng b) phụ thuộc độ cứng vật liệu theo hàm lượng MWCNT gia cường vị trí đo mẫu 70 Hình 3.34 Ảnh TEM Al (a) compozit Al gia cường 0,5 %m (b), 1,0 %m (c) 1,5 %m (d) CNT kết khối HPT 83 71 Hình 3.35 Sự phụ thuộc độ cứng vật liệu compozit MWCNT/Al theo hàm lượng MWCNT nhiệt độ ủ khác 85 72 Hình 3.36 Giản đồ XRD vật liệu compozit MWCNT/Al có chứa 1,5%m CNT 85 73 Hình 3.37 Điện trở suất mẫu compozit MWCNT/Al gia công kỹ thuật HPT 87 74 Hình 3.38 Chu trình kết khối vật liệu DWCNT/Al kỹ thuật SPS 88 75 Hình 3.39 Sự phân bố DWCNT Al sau thiêu kết SPS a-b) S2, c-d) S6 e-f) S9 89 76 Hình 3.40 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu compozit DWCNT/Al 90 77 Hình 3.41 Độ cứng compozit DWCNT/Al 91 78 Hình 3.42 Hệ số ma sát (COF) compozit DWCNT/Al kiểm tra với loại bi lực khác 92 79 Hình 3.43 Đường COF đặc trưng số compozit DWCNT/Al đặc trưng tương ứng với lực tải bi khác a) 1N- bi thép, b) 5N – bi thép, c)1N – ơxít nhơm, 5N- ơxít nhơm 93 80 Hình 4.1 Quy trình chế tạo hỗn hợp bột MWCNT/Cu phương pháp HEBM cải tiến 96 81 Hình 4.2 Phân bố MWCNT hỗn hợp bột với hàm lượng MWCNT khác a) Cu+ 0,5%m CNT b) Cu+1%m CNT c) Cu+1,5%m CNT and d) Cu+2%m CNT 97 82 Hình 4.3 a) Phổ raman b) tỷ lệ ID/IG hỗn hợp bột MWCNT/Cu theo hàm lượng khác Cu+0,5%m CNT(P1), Cu+1%m CNT(P2), Cu+1,5%m CNT(P3) Cu+2%m CNT(P4) 98 83 Hình 4.4 Ảnh TEM compozit MWCNT/Cu sau HPT quan sát chế độ: (a) trường sáng (b) trường tối 99 84 Hình 4.5 Sự phụ thuộc độ cứng vật liệu theo a) hàm lượng MWCNT vị trí đo mẫu b) nhiệt độ ủ 100 85 Hình 4.6 Giản đồ XRD vật liệu compozit MWCNT/Cu chứa 1,5 % m CNT 101 86 Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ dẫn điện vào hàm lượng CNT 102 82 87 Hình 4.8 Sơ đồ mơ tả quy trình gia cơng compozit MWCNT/Cu kỹ thuật cán 102 88 Hình 4.9 Giản đồ thiêu kết compozit MWCNT/Cu 103 89 Hình 4.10 Cấu trúc tế vi mẫu compozit Cu+0,5%m CNT với số lần cán khác a-b) cán lần c-d) cán lần 104 90 Hình 4.11 a-b) Sự phân bố CNT mẫu compozit MWCNT/Cu với hàm lượng MWCNT 1,5 % c-d) hình thành vết nứt tụ đám CNT với mẫu compozit chứa hàm lượng MWCNT 2%m sau cán 105 91 Hình 4.12 So sánh tỷ trọng vật liệu compozit sau môi trường Ar biến dạng phương pháp cán 106 92 Hình 4.13 Độ cứng vật liệu compozit CNT/Cu theo tỷ lệ thành phần CNT số lần cán nguội khác 106 93 Hình 4.14 Hệ số ma sát vật liệu CNT/Cu khảo sát theo tải trọng khác a) 1N, b) 5N, c) 10N hệ số ma sát trung bình vật liệu theo tỷ lệ %m CNT 107 94 Hình 4.15 Ảnh chụp bề mặt rãnh ma sát sau kiểm tra ma sát với tải 1N 107 95 Hình 4.16 a) Ảnh hiển vi quang học rãnh ma sát sau kiểm tra, ảnh SEM rãnh kiểm tra lực 1N (b), 5N (c-d) 10N (e-f) 108 96 Hình 4.17 Phổ tán xạ Raman vật liệu compozit MWCNT/Cu đo bên bên rãnh ma sát 109 97 Hình 4.18 So sánh hiệu suất làm giảm hệ số ma sát loại compozit CNT/Cu chế tạo phương pháp khác nhau: thiêu kết xung plasma (SPS), thiêu kết chân không (VC), hàn ma sát (FSP) thiêu kết môi trường khí bảo vệ cán nguội (CS+CR) 111 98 Hình 4.19 Đồ thị biểu thị phụ thuộc hệ số giãn nở nhiệt vào hàm lượng MWCNT 112 99 Hình 4.20 Ảnh hưởng hàm lượng MWCNT tới điện trở suất vật liệu 113 100 Hình 4.21 Cơng suất chíp LED 114 101 Hình 4.22 Ảnh hưởng nhiệt độ hoạt động đến thời gian sống đèn LED (Nguồn Philips Lumileds) 114 102 Hình 4.23 Phân phối quang phổ ánh sáng phát đèn LED 1W màu đỏ dòng nhiệt độ khác 115 103 Hình 4.24 Một số cơng nghệ tản nhiệt cho đèn LED 115 104 Hình 4.25 So sánh số tính chất của compozit CNT/Cu với số loại vật liệu truyền thống dùng làm vật liệu tản 118 nhiệt khác a)Độ dẫn nhiệt, b) độ giãn nở nhiệt, c) tỷ trọng 105 Hình 4.26 Mơ hình thử nghiệm hiệu tản nhiệt đế compozit CNT/Cu a) Đế LED thương mại công suất 50 W, a) Đế LED 50 W có gắn thêm đế tản nhiệt vật liệu compozit CNT/Cu, c) Cơ chế tản nhiệt vây đế LED thương mại d) Cơ chế tản nhiệt đế LED có gắn thêm đế tản nhiệt compozit CNT/Cu 119 106 Hình 4.27 Đèn LED flood light thương mại cơng suất 50W 120 107 Hình 4.28 Tấm tản nhiệt làm CNT/Cu compozit với thành phần khác a) 0%m CNT, b) 0,5%m CNT, c) %m CNT d) Cu thương mại 121 108 Hình 4.29 Mơ hình khảo sát phân bố nhiệt độ đế đèn LED cơng suất 50W cách bố trí cặp nhiệt điện điểm đo khác 122 109 Hình 4.30 Phân bố nhiệt độ đèn LED công suất 50 W a) Không sử dụng đế tản nhiệt b) sử dụng đế tản nhiệt Cu 123 110 Hình 4.31 Phân bố nhiệt độ đèn LED công suất 50 W sử dụng đế compozit MWCNT/Cu -0,5%m CNT a) cán lần b) cán lần 124 111 Hình 4.32 Phân bố nhiệt độ đèn LED công suất 50 W sử dụng đế compozit CNT/Cu -1%m MWCNT a) cán lần b) cán lần 124 112 Hình 4.33 So sánh hiệu tản nhiệt COB chip LED với tản nhiệt khác 125 nhiệt làm vật liệu Cu-0,5%MWCNT Cu nguyên chất Sự ảnh hưởng mật độ đến hiệu tản nhiệt đánh giá Tương tự với trường hợp sử dụng vật liệu Cu-0,5% MWCNT, tản nhiệt có mật độ cao thể hiệu tản nhiệt tốt Với tản nhiệt Cu-1% MWCNT lần cán có mật độ 93,8% nhiệt độ COB LED 82oC sử dụng đế tản nhiệt Cu-1%MWCNT lần cán có mật độ 96,6% nhiệt độ đo COB 81oC Đồ thị biểu diễn so sánh hiệu tản nhiệt đèn LED sử dụng loại tản nhiệt khác thể hình 4.33 Từ đồ thị ta thấy sử dụng thêm tản nhiệt hiệu tản nhiệt cho đèn LED cải thiện tương đối lớn Nhiệt độ COB LED giảm từ 12 -15oC Đồng thời từ đồ thị ta đánh giá ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu tản nhiệt compozit MWCNT/Cu, hàm lượng 0,5% CNT hàm lượng gia cường tối ưu nghiên cứu này, cho kết tốt gần với Cu thương mại có mật độ tuyệt đối Kết phù hợp với số nghiên cứu loại vật liệu hầu hết kết luận độ dẫn nhiệt vật liệu đạt tối đa hàm lượng CNT vào khoảng 0,5% CNT [73] Với hàm lượng CNT gia cường lớn hiệu tản nhiệt hơn, điều xảy kết đám CNT compozit Sự kết đám phát sinh vùng điện trở nhiệt không mong muốn ngăn cản trình truyền nhiệt vật liệu Hình 4.33 So sánh hiệu tản nhiệt COB chip LED với tản nhiệt khác 125 Compozit Cu-0,5% MWCNT có hiệu tản nhiệt cao, cao mật độ đạt 100%, có độ bền học cao đồng thời hệ số mài mòn cải thiện phát triển làm đế tản nhiệt cho chip LED nói riêng linh kiện điện tử nói chung 4.4 Kết luận chương Trong chương này, kết nghiên cứu chế tạo đặc trưng tính chất compozit MWCNT/Cu thực với số kết luận sau:  Hỗn hợp bột MWCNT Cu với 1,5% MWCNT phân tán đồng chế tạo phương pháp nghiền lượng cao cải tiến, số sai hỏng mặt cấu trúc CNT hình thành suốt trình nghiền lượng cao  Vật liệu compozit MWCNT/Cu chế tạo phương pháp kết hợp kết khối HIP gia công HPT, cho thấy vật liệu có tính chất học tăng cường trình làm mịn hạt, hàm lượng MWCNT tăng kích thước hạt giảm trình xoắn áp lực cao Độ dẫn điện vật liệu giảm xuống hàm lượng MWCNT tăng lên tăng lên điện trở lớp tiếp xúc MWCNT hạt Cu  Vật liệu compozit MWCNT/Cu chế tạo phương pháp thiêu kết + cán nguội có hệ có mật cao, độ cứng cao (104 HV), hệ số ma sát thấp (0,21) hệ số giãn nở nhiệt giảm 30%, hệ số ma sát giảm lần so với mẫu vật liệu không chứa CNT  Đã thử nghiệm ứng dụng vật liệu compozit MWCNT/Cu chế tạo phương pháp thiêu kết + cán nguội làm hỗ trợ tản nhiệt cho đèn LED công suất lớn Việc sử dụng thêm tản nhiệt MWCNT/Cu chứa 0,5% CNT giúp nhiệt độ LED COB công suất 50W giảm 15oC so với khơng có hỗ trợ tản nhiệt 126 KẾT LUẬN CHUNG Luận án tập trung nghiên cứu phương pháp chế tạo đặc trưng tính chất 02 loại vật liệu compozit CNT/Al CNT/Cu Từ kết nghiên cứu nhận được, rút số kết luận sau: Đã phát triển thành công 03 phương pháp phân tán ống nanô cácbon với bột nhôm bột đồng Đã phát thấy, ba phương pháp tạo sai hỏng định cấu trúc CNT Trong đó:  Phương pháp nghiền lượng cao cải tiến cho phép phân tán CNT với bột nhôm đồng đến hàm lượng 1,5% CNT Tuy nhiên, phương pháp gây nhiều sai hỏng cấu trúc CNT so với hai phương pháp lại  Phương pháp nghiền lượng thấp kết hợp với chất kết dính hữu cho phép phân tán CNT với bột nhôm đến hàm lượng 1,5% CNT, đồng thời gây sai hỏng cấu trúc CNT so với phương pháp nghiền lượng cao Hạn chế phương pháp việc chưa thể loại bỏ hồn tồn chất kết dính hữu sau trình phân tán  Phương pháp rung siêu âm kết hợp với làm lạnh nhanh nitơ lỏng phân tán CNT với bột Al đến hàm lượng  6% DWCNT, đồng thời gây sai hỏng cấu trúc CNT Nhược điểm phương pháp khả bột kim loại bị ôxy hóa mơi trường nước Đối với vật liệu compozit CNT/Al, sử dụng 03 phương pháp kết khối gia công biến dạng vật liệu là: (i) kết khối phương pháp ép nóng đẳng tĩnh; (ii) kết khối phương pháp ép nóng đẳng tĩnh, sau gia công xoắn áp lực cao làm nhỏ mịn cấu trúc vật liệu; (iii) kết khối kỹ thuật xung plasma - Khi kết khối HIP, compozit MWCNT/Al xử lý HIP nhiệt độ 620oC có độ cứng mật độ cao so với vật liệu HIP nhiệt độ khác 600 640oC Độ cứng compozit có chứa 1,5% CNT cao gần gấp lần so với mẫu vật liệu Al không gia cường MWCNT chế tạo điều kiện Hệ số giãn nở nhiệt compozit giảm hàm lượng CNT vật liệu tăng, giá trị CTE compozit CNT/Al chứa 2% CNT giảm 30% so với vật liệu không chứa CNT - Đã phát 127 hiệu ứng hóa bền thứ cấp compozit MWCNT/Al kết khối phương pháp ép nóng đẳng tĩnh, sau gia công xoắn áp lực cao Đối với vật liệu compozit MWCNT/Cu, sử dụng 02 phương pháp kết khối gia công biến dạng vật liệu là: (a) kết khối phương pháp ép nóng đẳng tĩnh, sau gia cơng xoắn áp lực cao; (b) kết khối phương pháp thiêu kết thông thường môi trường khí trơ, sau gia cơng cán nguội làm tăng mật độ vật liệu Trong đó, vật liệu MWCNT/Cu chứa 1,5% CNT chế tạo phương pháp thiêu kết + cán nguội có hệ số giãn nở nhiệt giảm 30%, hệ số ma sát giảm lần so với mẫu vật liệu không chứa CNT Đây hiệu suất giảm hệ số ma sát lớn nhất, so sánh với kết công bố giới Đã thử nghiệm ứng dụng vật liệu compozit MWCNT/Cu chế tạo phương pháp thiêu kết + cán nguội làm hỗ trợ tản nhiệt cho đèn LED công suất lớn Việc sử dụng thêm tản nhiệt MWCNT/Cu chứa 0,5% CNT giúp nhiệt độ LED COB công suất 50W giảm 15oC so với hỗ trợ tản nhiệt Đối với hai loại compozit MWCNT/Al MWCNT/Cu, ghi nhận thấy suy giảm độ dẫn điện, tăng độ cứng, giảm hệ số ma sát, giảm hệ số giãn nở nhiệt tăng hàm lượng CNT vật liệu Đây điều cần lưu ý để lựa chọn ứng dụng phù hợp cho loại vật liệu ngành kỹ thuật điện điện tử So sánh tính chất compozit CNT/Al MWCNT/Cu, phương án công nghệ sử dụng luận án để chế tạo hai loại vật liệu này, compozit CNT/Cu chứa từ 0,5 đến 1,5%m MWCNT, chế tạo phương pháp thiêu kết mơi trường khí trơ, sau cán nguội vật liệu cơng nghệ có khả ứng dụng cao Những lĩnh vực ứng dụng tiềm là: vật liệu tản nhiệt cho thiết bị linh kiện điện tử, vật liệu làm tiếp điểm thiết bị điện 128 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Về mặt khoa học, luận án có đóng góp sau: - Đã chứng minh so sánh mức độ sai hỏng cấu trúc ống nano cacbon ảnh hưởng cơng đoạn biến tính bề mặt CNT nghiền học trình phân tán CNT với bột kim loại kỹ thuật khác - Đã phát hiệu ứng hóa bền thứ cấp compozit MWCNT/Al sau gia công biến dạng kỹ thuật xoắn áp lực cao - So sánh với công bố giới, vật liệu compozit MWCNT/Cu chế tạo phương pháp thiêu kết mơi trường khí trơ, sau cán nguội luận án, có hiệu suất giảm hệ số ma sát lớn nhất, thử nghiệm với hai loại vật liệu Cu có khơng có CNT 129 DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ Khisamov, R Kh.; Nazarov, K S.; Zubairov, L R.; Nazarov, A A.; Mulyukov, R R.; Safarov, I M.; Sergeev, S N.; Musabirov, I I.; Phuong, D.D.; Trinh, P.V.; Luan, N.V.; Minh, P N.; Huan, N.Q (2015): Fabrication, microstructure, and microhardness of copper composites reinforced by carbon nanotubes In: Physics of the Solid State, 57, 1185-1191 Trinh, P V., Luan, N V., Minh, P N., Phuong, D D (2015): Production and properties of copper matrix composite containing multi-walled carbon nanotube In: Powder Metallurgy Progress, 15, 253 -261 Phuong, D D;Trinh,P V.; An, N V.; Luan, N V.; Minh, P N.; Mulyukov, R R.; Nazarov, A A (2014): Effects of carbon nanotube content and annealing temperature on the hardness of CNT reinforced aluminum nanocomposites processed by the high pressure torsion technique In:Journal of Alloys and Compounds, 613, 68–73 Pham, V T.; Nguyen, V A.; Bui, H T.; Nguyen, V C.; Nguyen, V L.; Doan, D P.; Phan, N M (2013): A method to obtain homogeneously dispersed carbon nanotubes in Al powders for preparing Al/CNTs nanocomposite In: Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology,4, 02501 (5pp) Phuong, D D.; Trinh, P V.; An, N V.; Luan, N V.; Chung, L D.; Ky, V H.; Thang, B H.; Chuc, N V.; Minh, P N 2012): Preparation of Cu/CNTs composite by Hot Isostatic Pressing method In: VAST-Journal of Science and Technology, 50 (1B), 554560 Trinh, P.V.; Weibel, A.; Mesguich, D.; Phuong, D D; Minh, P N.; Hentor, K.; Turq, V.; Estournes, C.; and Laurent, Ch.: The preparation of DWCNT/Al composites by spark plasma sintering, and their hardness and friction properties,Carbon (in preparation) Trinh, P.V.; Luan, N V.; Weibel, A.; Mesguich, D.; Phuong, D D; Minh, P N.; Mesguich, D.; and Laurent, Ch.: Microhardness and thermal expansion of MWCNT/Al composite prepared via a flake powder metallurgy, In: Composite Structures (submitted) Trinh, P V., Luan, N V., Minh, P N., Phuong, D D.:Effect of the sintering temperature on the properties of the CNT/Al composite prepared by capsule-free hot isostatic pressing technique, In: Transactions of the Indian Institute of Metals (submitted) 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] Dưỡng LC “Vật liệu học”, Nhà Xuất khoa học kỹ thuật (2000) Meyers M, Chawla KK “Mechanical Behavior of Materials - 2nd ed.”, Cambridge University Press, Cambridge, UK, (2009) Hale J “Boeing 787 from the ground up”, AERO Mag (2006) 17–23 Kalpakjian S, Schmid SR “Manufacturing Engineering and Technology - 4th ed.”, Prentice Hall, Inc, (2001) 315-510 Minh PN “Vật liệu Cácbon cấu trúc nanô ứng dụng tiềm năng”, Nhà Xuất Bản Khoa học Tự nhiên Công nghệ (2015) 21-33 Kroto HW, Heath JR, Obrien SC, Curl RF, Smalley RE “C60: Buckminsterfullerene” Nature 318 (1985) 162–163 Iijima S “Helical microtubules of graphitic carbon”, Nature 354 (1991) 56 – 58 Moghadam D, Omrani E, Menezes PL, Rohatgi PK “Mechanical and tribological properties of self-lubric ating metal matrix nanocomp osites reinfo rced by carbo n nanotubes (CNTs) and graphe ne e A review”, Compos Part B 77 (2015) 402 – 420 Dresselhaus MS, Dresselhaus G, Eklund PC “Science of fullerenes and carbon nanotubes” Academic Press, San Diego (1996) Noguez C “Optical properties of nanostructures” http://www.fisica unam.mx/cecilia/ Accessed 18 July 2011 (2006) Monthioux M., Flahaut E, Laurent Ch, Escoffier W, Raquet B, Bacsa W, Puech P, Machado B, and Serp P “Properties of Carbon Nanotubes In: B Bhushan et al (eds.) Handbook of Nanomaterials Properties”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2014) pp 1-49 Novoselov S, Geim K, Morozov V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos V, Grigorieva V, Firsov A “Electric field effect in atomically thin carbon films”, Science 306 (2004) 666-669 Shokrieh MM, Rafiee R “A review of the mechanical properties of isolated carbon nanotubes and carbon nanotube compozits” Mech Comp Mater 46 (2010) 155–172 Lu R., Bhattacharya B “The role of atomistic simulations in probing the small-scale aspects of fracture—a case study on a single-walled carbon nanotube”, Eng Fract Mech 72 (2005) 2037-2071 Treacy MMJ, Ebbesen TW, Gibson JM “Exceptionally high Young’s modulus observed for individual carbon nanotubes” Nature 381(1996) 678–680 Salvetat JP, Briggs GAD, Bonard JM et al “Elastic and shear moduli of single-walled carbon nanotube ropes” Phys Rev Lett 82 (1999) 944–947 Wei X, Chen Q, Peng LM et al “Tensile loading of double-walled and triple-walled carbon nanotubes and their mechanical properties”, J Phys Chem C 113 (2009) 17002–17005 Monthioux M, Serp P, Flahaut E et al.“Introduction to cácbon nanotubes In: Bhushan B (ed) Nanotechnology handbook, 3rd edn (revised)” Springer, Heidelberg (2010) pp 47–118 131 [19] Li Y, Wang K, Wei J et al “Tensile properties of long aligned double-walled carbon nanotube strands”, Carbon 43 (2005) 31–35 [20] Muster J, Burghard M, Roth S et al “Scanning force microscopy characterization of individual carbon nanotubes on electrode arrays” J Vac Sci Technol 16 (1998) 2796– 2801 [21] Ruoff RS, Lorents DC “Mechanical and thermal properties of carbon nanotubes”, Carbon 33 (1995) 925–930 [22] Osman MA, Cummings AW, Srivastava D “Thermal properties of carbon nanotubes”, Topics Appl Phys 109 (2007) 154–187 [23] Maultzsch J, Reich S, Thomsen C et al “Phonon dispersion of carbon nanotubes” Solid State Commun 121 (2002) 471–474 [24] Ishii H, Kobayashi N, Hirose K “Electron-phonon coupling effect on quantum transport in carbon nanotubes using time-dependent wave-packet approach” Physica E 40 (2007) 249–252 [25] Hone J, Whitney M, Piskoti C et al “Thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes” Phys Rev B 59 (1999) R2514–R2516 [26] Hone J, Batlogg B, Benes Z et al “Quantized phonon spectrum of single-wall carbon nanotubes” Science 289 (2000) 1730–1733 [27] Yamamoto T, Watanabe S, Watanabe D “Universal features of quantized thermal conductance of carbon nanotubes” Phys Rev Lett 92 (2004) 075502/1–075502/4 [28] Berber S, Kwon Y, Tomanek D “Unusually high thermal conductivity of carbon nanotubes” Phys Rev Lett 84 (2000) 4613–4616 [29] Lindsay L, Broido DA, Mingo N “Lattice thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes: beyond the relaxation time approximation and phonon-phonon scattering selection rules” Phys Rev B 80 (2009) 125407/1–125407/7 [30] Osman MA, Srivastava D “Temperature dependence of the thermal conductivity of single-wall carbon nanotubes” Nanotechnology 12 (2001) 21–24 [31] Gu Y, Chen Y “Thermal conductivities of single-walled carbon nanotubes calculated from the complete phonon dispersion relations” Phys Rev B 76 (2007) 134110/1– 134110/9 [32] Grujicic M, Cao G, Gersten B “Atomic-scale computations of the lattice contribution to thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes” Mater Sci Eng B 107 (2004) 204–216 [33] Ando T “Carbon nanotubes and exotic transport properties” Physica E 22 (2004) 656– 661 [34] Zhang W, Zhu Z, Wang F et al “Chirality dependence of the thermal conductivity of carbon nanotubes” Nanotechnology 15 (2004) 936–939 [35] Cao JX, Yan XH, Xiao Y et al “Thermal conductivity of zigzag single-walled carbon nanotubes: role of the Umklapp process” Phys Rev B 69 (2004) 073407/1–073407/4 [36] Prasher R “Thermal boundary resistance and thermal conductivity of multi-walled carbon nanotubes” Phys Rev B 77 (2008) 075424/1–075424/11 [37] Chang CW, Okawa D, Garcia H et al “Breakdown of Fourier’s law in nanotube thermal conductors” Phys Rev Lett 101 (2008) 075903/1–075903/4 132 [38] Donadio D, Galli G “Thermal conductivity of isolated and interacting carbon nanotubes: comparing results from molecular dynamics and the Boltzmann transport equation” Phys Rev Lett 99 (2007) 255502/1–255502/4 [39] Yamamoto T, Watanabe K “Nonequylibrium Green’s function approach to phonon transport in defective carbon nanotubes” Phys Rev Lett 96 (2006) 255503/1– 255503/4 [40] Che J, Cagin T, Goddard WA “Thermal conductivity of carbon nanotubes” Nanotechnology 11 (2000) 65–69 [41] Bandow S “Radial thermal expansion of purified multiwall carbon nanotubes measured by X-ray diffraction” Jpn J Appl Phys Part 2(36) (1997) 1403–1405 [42] Yosida Y “High-temperature shrinkage of single-walled carbon nanotube bundles up to 1600 K” J Appl Phys 87 (2000) 3338–3341 [43] Maniwa Y, Fujiwara R, Kira H et al “Thermal expansion of single-walled carbon nanotube (SWNT) bundles: x-ray diffraction studies” Phys Rev B 64 (2001) 241402/1–241402/3 [44] Jiang H, Liu B, Huang Y et al “Thermal expansion of single wall carbon nanotubes” J Eng Mater Technol 126 (2004) 265–270 [45] Jiang JW, Wang JS, Li B “Thermal expansion in single-walled carbon nanotubes and graphene: non-equylibrium Green’s function approach” Phys Rev B 80 (2009) 205429/1–205429/7 [46] Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M “Physical Properties of Carbon Nanotubes”, Imperial College Press (1998) [47] Popov V “Carbon nanotubes: properties and application”, Mater Sci Eng.: R: Reports 43 (2004) 61-102 [48] Bushby RS, Scott VD “Evaluation of aluminium-copper alloy reinforced with pitchbased carbon fibres” Compos Sci Technol 57 (1997) 119-128 [49] Daoud A “Microstructure and tensile properties of 2014 Al alloy reinforced with continuous carbon fibers manufactured by gas pressure infiltration” Mater Sci Eng A 391 (2005) 114-120 [50] Tjong SC, Mai YW “Processing-structure-property aspects of particulate- and whisker-reinforced titanium matrix composites” Compos Sci Technol 68 (2008) 561583 [51] Wu SQ, Wang HZ, Tjong SC “Mechanical and wear behavior of an Al/Si alloy metalmatrix composite reinforced with aluminosilicate fiber” Compos Sci Technol 56 (1996) 1261-1270 [52] Tjong SC, Lau KC “Properties and abrasive wear of TiB2/Al-4%Cu composites produced by hot isostatic pressing” Compos Sci Technol 59 (1999) 2005-2013 [53] Tjong SC, Ma ZY “Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites” Mater Sci Eng R 29 (2000) 49-113 [54] Ma ZY, Tjong SC, Wang Z “Cyclic and static creep behavior of Al–Cu alloy composite reinforced with in-situ Al2O3 and TiB2 particulates” Mater Sci Eng A 264 (1999) 177-187 133 [55] Tjong SC, Lau KC “Abrasion resistance of stainless-steel composites reinforced with hard TiB2 particles” Compos Sci Technol 60 (2000) 1141-1146 [56] Tjong SC, Lau KC “Tribological behaviour of SiC particle-reinforced copper matrix composites” Mater Lett 43 (2000) 274-280 [57] Rohatgi PK, Nath D, Singh SS, Keshavaram BN “Factors affecting the damping capacity of cast aluminium-matrix composites” J Mater Sci 29 (1994) 5975-5984 [58] Rawal S, “Metal-matrix composites for space applications” JOM 53 (2001) 14-17 [59] Wei JN, Wang DY, Xie WJ, Luo JL, Han FS “Effects of macroscopic graphit particulates on the damping behavior of Zn–Al eutectoid alloy” Phys Lett 366 (2007) 134-136 [60] Zhang J, Perez RJ, Wong CR, Lavernia EJ “Effects of secondary phases on the damping behaviour of metals, alloys and metal matrix composites” Mater Sci Eng R 13 (1994) 325-389 [61] Wu YW, Wu K, Deng KK, Nie KB, Wang XJ, Hu XS, Zheng MY “Damping capacities and tensile properties of magnesium matrix composites reinforced by graphit particles” Mater Sci.Eng A 527 (2010) 6816-6821 [62] Liu L, Li WW, Tang YP, Shen B and, Hu W.B “Friction and wear properties of short carbon fiber reinforced aluminum matrix composites” Wear 266 (2009) 733-738 [63] Myskin NK, Conchits VV “Friction and wear of metal-composite electrical contacts” Wear 158 (1992) 119-140 [64] Moustafa SF, El-Badry SA, Sanad AM, Kieback B “Friction and wear of copper– graphit composites made with Cu-coated and uncoated graphit powders” Wear 253 (2002) 699-710 [65] Ma XC, He GQ, He DH, Chen CS, Hu ZF “Sliding wear behavior of copper–graphit composite material for use in maglev transportation system” Wear 265 (2008) 1087– 1092 [66] Bakshi SR, Lahiri D and Agarwal A “Carbon nanotube reinforced metal matrix composites – a review” Int Mater Rev 55 (2010) 41-64 [67] Tjong SC “Recent progress in the development and properties of novel metal matrix nanocomposites reinforced with carbon nanotubes and graphene nanosheets” Mater Sci Eng R 74 (2013) 281–350 [68] Bushby RS, Scott V.D Evaluation of aluminium-copper alloy reinforced with pitchbased carbon fibres, Compos Sci Technol 57 (1997) 119-128 [69] Bakshi SR, Agarwal A “An analysis of the factors affecting strengthening in carbon nanotube reinforced aluminum composites” Carbon 49 (2) (2011) 533-544 [70] Choi H, Shin J, Min B, Park J, and Bae D “Reinforcing effects of carbon nanotubes in structural aluminum matrix nanocomposites” J Mater Res 24 (2009) 2610–2616 [71] Edtmaier C, Janhsen T, Hula RC, Pambaguian L, Wulz HG, Forero S et al “Carbon nanotubes as highly conductive nano-fillers in metallic matrices” Adv Mater Res 59 (2009) 131–137 [72] Chu K, Guo H, Jia C, Yin F, Zhang X, Liang X et al “Thermal properties of carbon nanotube-copper composites for thermal management applications” Nanoscale Res Lett (2010) 868–74 134 [73] Cho S, Kikuchi K, Miyazaki T, Takagi K “Multiwalled carbon nanotubes as a contributing reinforcement phase for the improvement of thermal conductivity in copper matrix composites” Script Mater 63 (2010) 375–378 [74] Cho S, Kikuchi K, Kawasaki A “On the role of amorphous intergranular and interfacial layers in the thermal conductivity of a multi-walled carbon nanotube–copper matrix composite” Acta Mater 60 (2012) 726–736 [75] Subramaniam C, Yasuda Y, Takey S, Ata S, Nishizawa A, Futaba D, Yamada T and Hata K “Carbon nanotube-copper exhibiting metal-like thermal conductivity and silicon-like thermal expansion for efficient cooling of electronics” Nanoscale (2014) 2669-2674 [76] Sivakumar R., Guo S., Nishimura T., and Kagawa Y “Thermal conductivity in multiwall carbon nanotube/silica-based nanocomposites Script Mater 56 (2007) 265–268 [77] Nan CW, Shi Z, and Lin Y “A simple model of thermal conductivity of nanotubebased composites” Chem Phys Lett 375 (2003) 666–669 [78] Nan CW, Liu G, Lin Y, and Li M “Interface effect on thermal conductivity of carbon nanotube composites” Appl Phys Lett 85 (2004) 3549–3551 [79] Xue Q Z “Model for thermal conductivity of carbon nanotube based composites” Physica B 368 (2005) 302–307 [80] Bjorneklett A, Haukeland L, Wigren J, and Kristiansen H “Effective medium theory and the thermal conductivity of plasma-sprayed ceramic coatings” J Mater Sci 29 (1994) 4043–4050 [81] Cernuschi F, Ahmaniemi S, Vuoristo P, and Mantyla T “Modelling of thermal conductivity of porous materials: application to thick thermal barrier coatings” J Eur Cer Soc 24 (2004) 2657–2667 [82] Landauer R “The electrical resistance of binary metallic mixtures” J Appl Phys 23 (1952) 779–784 [83] Tang Y, Cong H, Zhong R., and Cheng HM “Thermal expansion of a composite of single-walled carbon nanotubes and nanocrystalline aluminum” Carbon 42 (2004) 3260–3262 [84] Liu ZY, Xiao BL, Wang WG, Ma ZY “Elevated temperature tensile properties and thermal expansion of CNT/2009Al composites” Compos Sci Technol 72 (2012) 1826-1833 [85] Deng CF, Ma YX, Zhang P, Zhang XX, and Wang DZ “Thermal expansion behaviors of aluminum composite reinforced with carbon nanotubes” Mater Lett 62 (2008) 2301–2303 [86] Ferrer Anglada N., Gomis V, El-Hachemi Z, Weglikovska UD, Kaempgen M, and Roth S “Carbon nanotube based composites for electronic applications: CNT– conducting polymers, CNT–Cu” Phys Stat Sol 203(6) ( 2006) 1082–1087 [87] Hjortstam O, Isberg P, Söderholm S, Dai H “Can we achieve ultra-low resistivity in carbon nanotube-based metal composites?” Appl Phys A Mater Sci Process 78 (2004) 1175–1179 [88] Kim J, Kim JR, Lee JO, Park J, So H, Kim N et al., “Fano resonance in crossed carbon nanotubes” Phys Rev Lett 90 (2003) –4 135 [89] Yang H, Chen J, Yang L, Dong J “Electronic transport and Fano resonance in crossed carbon nanotubes” Phys Rev B 71 (2005) 2–5 [90] Biswas SK, Schowalter LJ, Jung YJ, Vijayaraghavan A, Ajayan P, Vajtai R “Roomtemperature resonant tunneling of electrons in carbon nanotube junction quantum wells” Appl Phys Lett 86 (2005) 183101 [91] Knoch J, Appenzeller J “Tunneling phenomena in carbon nanotube field-effect transistors” Phys Status Solidi 205 (2008) 679–694 [92] Yang YL, Wang YD, Ren Y, He CS, Deng JN, Nan J, Chen JG, Zuo L “Single-walled carbon nanotube-reinforced copper composite coatings prepared by electrodeposition under ultrasonic field” Mater Lett 62 (2008) 47-50 [93] Subramaniam C., Yamada T., Kobashi K, Sekiguchi A, Futaba DN, Yumura M and Hata K “One hundred fold increase in current carrying capacity in a carbon nanotube– copper composite” Nat Commun (2013) 2202 [94] Xu CL, Wei BQ, Ma RZ, Liang J, Ma XK, Wu DH “Fabrication of aluminum–carbon nanotube composites and their electrical properties” Carbon 37 (1999) 855–858 [95] Jagannadham K “Electrical conductivity of copper–graphene composite films synthesized by electrochemical deposition with exfoliated graphene platelets” J Vac Sci Technol B 30 (2012) 03D109 [96] Guiderdoni Ch Pavlenko E., Turq V., Weibel A, Puech P, Estournès C, Peigney A, Bacsa W, Laurent Ch “The preparation of carbon nanotube (CNT)/copper composites and the effect of the number of CNT walls on their hardness, friction and wear properties” Carbon 58 (2013)185–197 [97] Lim JY, Kim YC, Yoon J, Kim GH, Lee J, et al “Fabrication of carbon nanofiber reinforced aluminum alloy nanocomposites by a liquid process” J Alloys Compd 542 ( 2012) 111-117 [98] Mylvaganam K, Zhang LC, Xiao KQ “Origin of friction in films of horizontally oriented carbon nanotubes sliding against diamond” Carbon 47 (2009) 1693 – 1700 [99] Kinoshita H, Kume I, Tagawa M, and Ohmae N “High friction of a vertically aligned carbon-nanotube film in microtribology” Appl Phys Lett 85 (2004) 2780 [100] Kim KS, Park BG, Kim H, Leed HS, Jung SB “Fabrication of Ag-MWNT nanocomposite paste for high-power LED package” Curr Appl Phys 15 (2015) S36– S41 [101] Agarwal A, Bakshi SR, Lahiri D “Carbon nanotubes Reinforced Metal Matrix Composites” In: M Meyyappan (ed) Nanomaterials and Their Applications CRC Press (2011) [102] Laurent Ch, Flahaut E, Peigney A “The weight and densities of carbon nanotubes versus the number of walls and diameter” Carbon 48(10) (2010) 2989–99 [103] Flahaut E, Bacsa R, Peigney A, Laurent C “Gram-scale CCVD synthesis of doublewalled carbon nanotubes” Chem Commun 12 (2003) 1442-1443 [104] Flahaut E, Peigney A, Laurent C, Rousset A “Synthesis of single-walled carbon nanotube-Co-MgO composite powders and extraction of the nanotubes” J Mater Chem 10(2) ( 2000) 249-52 136 [105] Jiang L, Li Z, Fan G, Cao L, Zhang D “The use of flake powder metallurgy to produce carbon nanotube (CNT)/aluminum composites with a homogenous CNT distribution” Carbon 50(5) (2012) 193-198 [106] Jiang L, Fana G, Li Z, Kai X, Zhang D, Chen Z, Humphries S, Heness G, Yeung WY “An approach to the uniform dispersion of a high volume fraction of carbon nanotubes in aluminum powder” Carbon 49(6) (2011)165-171 [107] Guiderdoni Ch, Estournès C, Peigney A, Weibel A, Turq V, Laurent Ch “The preparation of double-walled carbon nanotube/Cu composites by spark plasma sintering, and their hardness and friction properties” Carbon 49(13) (2011) 4535-4543 [108] Kasperski A, Weibel A Estournès C Laurent Ch and Peigney A “Multi-walled carbon nanotube–Al2O3 composites: Covalent or non-covalent functionalization for mechanical reinforcement” Scrip Mater 75 (2014) 46-49 [109] Kasperski A, Weibel A, and Estournès C, Laurent C, and Peigney A “Preparation microstructure-property relationships in double-walled carbonnanotubes/alumina composites” Carbon 53 (2013) 62-72 [110] German RM PowderMetallurgy Science 2nd ed MetalPowder Industries Federation, Princeton, (1994) pp 261-263 [111] Esawi AMK, and Borady MAE “Carbon nanotube-reinforced aluminium strips” Compos Sci Technol 68 (2008) 486–492 [112] Feng Y, Yuan HL, Zhang M “Fabrication and properties of silver matrix composites reinforced by carbon nanotubes” Mater Charact 55 (2005) 211-218 [113] Wu Y, Kim GY “Carbon nanotube reinforced aluminum composite fabricated by semi-solid powder processing” J Mater Process Technol 211 (2011) 1341-1347 [114] Varol T, and Canakci A “Microstructure, electrical conductivity and hardness of multilayer graphene/Copper nanocomposites synthesized by flake powder metallurgy” Met Mater Int 21 (2015) 704-712 [115] Liao JZ, Tan MJ, Sridhar I “Spark plasma sintered multi-wall carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites” Mater Design 31(1) (2010) s96-s100 [116] Yadav V, and Harimkar SP “Microstructure and properties of spark plasma sintered carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites” Adv Eng Mater 13(12) (2011) 1128-1134 [117] Kim IY, Lee JH, Lee GS, Baik SH, Kim YJ, Lee YZ “Friction and wear characteristics of the carbon nanotube–aluminum composites with different manufacturing conditions” Wear 267(1-4) (2009) 593–598 [118] Kwon H, Estili M, Takagi K, Miyazaki T, and Kawasaki A “Combination of hot extrusion and spark plasma sintering for producing carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites” Carbon 47(3) ( 2009) 570–577 [119] Simões S, Viana F, Reis MAL, Vieira MF “Influence of dispersion/mixture time on mechanical properties of Al-CNTs nanocomposites” Compos Struct 126 (2015) 114122 [120] Simões S, Viana F, Reis MAL, Vieira MF “Improved dispersion of carbon nanotubes in aluminum nanocomposites” Compos Struct 108 (2014) 992-1000 137 [121] Bradbury CR, Gomon JK, Kollo L, Kwon H, and Leparoux M “Hardness of multi wall carbon nanotubes reinforced aluminium matrix composites” J Alloy Compd 585 (2014) 362-367 [122] Bastwros MMH, Esawi AMK, and Wifi A "Friction and wear behavior of Al–CNT composites", Wear 307 (2013)164–173 [123] Uddi SM, Mahmud T, Wolf C, Glanz C, Kolaric I, Hulman M et al “Thermal expansion co-efficient of nanotube–metal composites” Phys Status Solidi B 246(11– 12) ( 2009) 2836–2839 [124] He C, Zhao, N Shi C, Du X, Li J, Li H, and Cui Q “An approach to obtaining homogeneously dispersed carbon nanotubes in Al powders for preparing reinforced Almatrix composites” Adv Mater 19(8) (2007) 1128–1132 [125] Noguchi T, Magario A, Fukuzawa S, Shimizu S, Beppu J, and Seki M “Carbon nanotube/aluminum composites with uniform dispersion” Mater Trans 45(2) (2004) 602–604 [126] Goh CS, Wei J, Lee LC, Gupta M “Development of novel carbon nanotube reinforced magnesium nanocomposites using the powder metallurgy technique” Nanotechnology 17 (2006) 7-12 [127] Yu MF, Lourie O, Dyer MJ, Moloni K, Kelly TF, Ruoff RS “Strength and breaking mechanism of multi walled carbon nanotubes under tensile load” Science 287(5453) (2000)637-640 [128] Karadeniz ZH, Kumlutas D “A numerical study on the coefficients of thermal expansion of fiber reinforced composite materials” Compos Struct 78(1) (2007)1-10 [129] Chen Y., Zhang LC, Arsecularatne JA “Polishing of polycrystalline diamond by the technique of dynamic friction Part 2: Material removal mechanism” Int J Machine Tools Manuf 47 (2007) 1615–1624 [130] Cha SI, Kim KT, Arshad SN, Mo CB, and Hong S H “Extraordinary strengthening effect of carbon nanotubes in metal-matrix nanocomposites processed by molecularlevel mixing” Adv Mater 17(11) ( 2008)1377–1381 [131] Kim KT, Cha SI, Hong SH “Hardness and wear resistance of carbon nanotube reinforced Cu–matrix nanocomposites” Mater Sci Eng A 449–451 (2007)46–50 [132] Basariya MR, Srivastava VC, Mukhopadhyay NK “Microstructural characteristics and mechanical properties of carbon nanotube reinforced aluminum alloy composites produced by ball milling” Mater Design 64 (2014) 542-549 [133] Ostovan F, Matori KA, Toozandehjani M, Oskoueian A et al Effects of CNTs content and milling time on mechanical behavior of MWCNT-reinforced aluminum nanocomposites” Mater Chem Phys 166 (2015) 160-166 [134] Rikhtegar F, Shabestari SG, Saghafian H “The homogenizing of carbon nanotube dispersion in aluminium matrix nanocomposite using flake powder metallurgy and ball milling methods” Powder Tech 280 ( 2015) 26-34 [135] Kim YJ and Lee YZ “Friction and wear characteristics of the carbon nanotube– aluminum composites with different manufacturing conditions” Wear 267 (2009) 593598 138 [136] Choi HJ, Lee SM, Bae DH “Wear characteristics of aluminum-based composites containing multi-walled carbon nanotubes” Wear 270 (2010) 12–18 [137] Al-Qutub AM, Khalil A, Saheb N, Hakeem AS “Wear and friction behavior of Al6061 alloy reinforced with carbon nanotubes” Wear 297 (1) (2013) 752-761 [138] Chen WX, Tu JP, Wang LY, Gan HY, Xu ZD, Zhang XB “Tribological application of carbon nanotubes in a metal-based composite coating and composites” Carbon 41 (2003) 215-222 [139] Tu JP, Yang Y Z, Wang LY, Ma XC, and Zhang XB “Tribological properties of carbon-nanotube-reinforced copper composites” Tribology Lett 19 (2001) 225–228 [140] Dong SR, Tu JP, and Zhang X B “An investigation of the sliding wear behavior of Cumatrix composite reinforced by carbon nanotubes” Mater Sci Eng A 313 (2001) 83– 87 [141] Lin CB, Chang ZC, Tung YH, et al “Manufacturing and tribological properties of copper matrix/carbon nanotubes composites”, Wear 270 (2011) 382–394 [142] Rajkumar K and Aravindan S, “Tribological studies on microwave sintered coppercarbon nanotube composites” Wear 270 (.2011) 613-621 [143] Kumari S, Kumar A, Sengupta PR, Dutta PK, Mathur RB “Improving the mechanical and thermal properties of semi-coke based carbon/copper composites reinforced using carbon nanotubes” Adv Mat Lett (2014) 265-271 [144] Kim KT, Eckert J, Liu G, Park JM, Lim BK and Hong SH “Influence of embeddedcarbon nanotubes on the thermal properties of copper matrix nanocomposites processed by molecular-level mixing” Scrip Mater 64 (2011) 181–184 [145] Jenei P, Yoon EY, Gubicza J, Kim HS, Lábár JL, Ungár T “Microstructure and hardness of copper–carbon nanotube composites consolidated by High Pressure Torsion” Mater Sci Eng A 528 (2011) 4690–4695 [146] Xu W, HU R, Li JS, Zhang YZ, Fu HZ “Tribological behavior of CNTs−Cu and graphite−Cu composites with electric current”, Trans Nonferrous Met Soc China 22 (2012) 78−84 [147] Jafari J, Givi MKB and Barmouz M “Mechanical and microstructural characterization of Cu/CNT nanocomposite layers fabricated via friction stir processing”, Int J Adv Manuf Technol 78 (2015) 199-209 139 ... cáo số tính chất nói compozit kim loại gia cường vật liệu nanơ cácbon Tính chất học Sự tăng cường tính chất học tượng nghiên cứu nhiều vật liệu compozit kim loại gia cường vật liệu nanơ cácbon. .. [100] Hơn nữa, vật liệu compozit kim loại làm ứng dụng tiềm vật liệu điện cực cho pin nhiên liệu, vật liệu lưu trữ cho hydro Một số ứng dụng tiềm vật liệu compozit gia cường vật liệu cácbon nêu bảng... vọng gia cường vào vật liệu kim loại giúp cải thiện thuộc tính nhiệt cho vật liệu Các nghiên cứu tập chung vào nghiên cứu tính chất nhiệt vật liệu compozit CNT/Cu tiềm ứng dụng thiết bị điện tử