選択的レーザー焼結法で作製したMWCNT/ポリマー複合材料の特性に関する研究

選択的レーザー焼結法で作製したMWCNT/ポリマー複合材料の特性に関する研究
寄稿者: 李家新 何建康

選択的レーザー焼結 (SLS) などの付加製造技術は、複合材料を作成するための新しい方法を提供します。複合粉末の選択的レーザー焼結により、機械的、電気的、熱的特性が向上した部品を製造できます。南洋理工大学の研究者らは、カーボンナノチューブ(CNT)複合粉末を製造し、それをSLSプロセスで使用するための新しい方法を提案した。ホットプレスプロセスと比較して、SLS プロセスは、カーボンナノチューブ/ポリマー複合導電性構造を準備するための効果的な方法を提供できます。 CNT 濃度が低い範囲 (<1 wt%) では、レーザー焼結複合材料の導電性が大幅に向上し、帯電防止効果も得られます。複合材料の導電率範囲は、自動車および航空宇宙分野のアプリケーション要件を満たしています。


図 1 複合材料粉末の選択的レーザー焼結の概略図。著者らは、ナイロン 12 (PA12) とポリウレタン (PU) の粉末を、多層カーボンナノチューブ (MWCNT) を含むコール酸ナトリウム水和物溶液に浸漬しました。一連の手順の後、図 2 に示すように、表面がカーボンナノチューブで改質されたナイロンとポリウレタンの粉末が得られました。


図 2 複合粉末の SEM 画像。その後、表面改質カーボンナノチューブを含む複合粉末が選択的レーザー焼結に使用されました。レーザー焼結複合材料の導電性をホットプレス複合材料および純粋なナイロン/ポ​​リウレタン材料と比較することにより、研究者は、より狭いカーボンナノチューブ濃度範囲 (<1 wt%) 内では、レーザー焼結複合材料の導電性がホットプレス複合材料および純粋な材料と比較して向上することを発見しました。


図3 複合材料と純材料の電気伝導率の比較 ただし、選択的レーザー焼結法で処理された複合材料の熱伝導率の向上は、ホットプレス法で処理された複合材料の熱伝導率の向上に匹敵するものではありません。異なる製造プロセスによって引き起こされる微細構造と熱電特性の変化の基本原理を探るには、さらなる研究が必要です。

参考文献:
Yuan, S., et al., 選択的レーザー焼結法で製造されたMWCNT/ポリマー複合材料の電気伝導率と熱伝導率。複合材料パートA:応用科学と製造、2018年。105:p. 203-213。

寄稿者: Li Jiaxin He Jiankang 寄稿部署: 機械製造システム工学国家重点研究室

自動車、航空、宇宙

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