Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: 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

Luận án với mục tiêu thực hiện để phát triển công nghệ nền chế tạo một số compozit kim loại dạng khối được gia cường bằng ống nano cácbon theo phương pháp luyện kim bột và nghiên cứu hiệu ứng gia cường của CNT đến một số tính chất cơ - lý của vật liệu chế tạo, thử nghiệm ứng dụng vật liệu compozit CNT/kim loại trong ngành kỹ thuật điện và điện tử, cụ thể ở đây là làm bộ phận tản nhiệt cho linh kiện bán dẫn, điốt phát quang LED. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: 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 tửVIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMHỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ……..….***…………PHẠM VĂN TRÌNHNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐCOMPOZIT NỀN KIM LOẠI GIA CƯỜNG BẰNG VẬT LIỆUỐNG NANÔ CÁCBON ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONGCÔNG NGHIỆP ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬChuyên ngành: Vật liệu điện tửMã số: 62.44.01.23TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆUHà Nội – 2016Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệViện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamNgười hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Phan Ngọc MinhNgười hướng dẫn khoa học 2: TS. Đoàn Đình PhươngPhản biện 1: …Phản biện 2: …Phản biện 3: ….Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tạiHọc viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Côngnghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 201….Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt NamMỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của luận ánXuất phát từ nhu cầu tạo ra một loại vật liệu nhẹ với những tính chấtcơ, nhiệt như độ bền, độ dai, độ bền mài mòn, độ dẫn nhiệt và dẫn điệnđược cải thiện đồng thời có hệ số giãn nở nhiệt thấp cho các ứng dụng.Vật liệu compozit được gia cường bởi các vật liệu dạng sợi đã đượcnghiên cứu, phát triển đã mở ra những triển vọng mới. Vật liệu ống nanôcácbon với những tính chất với những trội về cơ, nhiệt, điện đồng thời cótỷ trọng thấp hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu trên với vai trò là vật liệugia cường lý tưởng cho các hệ vật liệu compozit nền kim loại, gốm vàpolymer nhằm tạo ra những vật liệu mới có những tính chất vượt trội vàmở ra những ứng dụng mới. Mặc dù compozit CNT/kim loại vẫn đangtrong quá trình nghiên cứu, nhưng vật liệu này hứa hẹn một số ứng dụngrất tiềm năng. Nhờ tính dẫn nhiệt rất tốt và độ dãn nở nhiệt gần như bằngkhông, compozit kim loại hệ CNT/Cu và CNT/Al được đánh giá là vậtliệu rất có triển vọng để làm các chi tiết tản nhiệt cho các thiết bị điện tử.Đề tài dự định tiến hành nghiên cứu chế tạo compozit kim loại nền Cu vàAl với vật liệu gia cường là ống nano cácbon nhằm khai thác tính chất dẫnnhiệt, dẫn điện tốt và tính ít giãn nở nhiệt của CNT. Mục đính để tạo ramột loại vật liệu compozit kim loại ít dãn nở nhiệt hơn, có khả năng tảnnhiệt nhanh hơn, nhằm ứng dụng chế tạo các cơ cấu tản nhiệt.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận ánĐề tài hướng tới những mục tiêu chính sau đây: Phát triển công nghệ nền chế tạo một số compozit kim loại dạng khốiđược gia cường bằng ống nano cácbon theo phương pháp luyện kimbột và nghiên cứu hiệu ứng gia cường của CNT đến một số tính chấtcơ - lý của vật liệu chế tạo. Thử nghiệm ứng dụng vật liệu compozit CNT/kim loại trong ngành kỹthuật điện và điện tử, cụ thể ở đây là làm bộ phận tản nhiệt cho linhkiện bán dẫn, điốt phát quang LED.3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án Nghiên cứu các phương pháp phân tán đều CNT lên bề mặt các hạtkim loại (hạt thô) bằng phương pháp hoá học và vật lý. Nghiên cứu quy trình công nghệ kết khối bằng phương pháp ép nóngđẳng tĩnh (HIP), phương pháp thiêu kết xung plasma (SPS), kỹ thuậtbiến dạng dẻo mãnh liệt và cán nguội. Nghiên cứu đặc trưng tính chất của vật liệu chế tạo Nghiên cứu chế tạo mẫu đế tản nhiệt cho đèn LED và thử nghiệm1Chương 1TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VÀ CÁC TÍNH CHẤT1.1. Vật liệu compozit nền kim loạiCompozit là vật liệu được tổng hợp nên từ hai hay nhiều loại vậtliệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên một vật liệu mới, ưu việt hơn sovới các vật liệu ban đầu.1.2. Vật liệu nanô cácbon1.2.1. Cấu trúc vật liệu nano cácbonVật liệu CNT có chứa các nguyên tử cácbon ở trạng thái lai hóa sp2.CNTs có cấu trúc dạng ống được hình thành bới các tấm graphene cuộnvào nhau, khoảng cách giữa các lớp graphene này được xác định bằng0.36 nm. Tùy vào số lượng các lớp graphene cuộn lại với nhau, CNTđược chia thành 3 loại là CNT đơn tường (SWCNT), CNT hai tường(DWCNT) và CNT đa tường (MWCNT) khi số lớp graphene cuộn lại lớnhơn 2.Hình 1.3. CNT đơn tường, CNT hai tường và CNT đa tường1.2.2. Tính chất của vật liệu CNTsTính chất cơ họcCNT có độ bền cao với môđun Young của một sợi SWCNT được xácđịnh vào khoảng 1 TPa của DWCNT và TWCNT nằm trong khoảng 0,731,33 TPa. MWCNT đã được công bố có giá trị rất khác nhau trongkhoảng từ 0.27 – 0.95 TPaTính chất nhiệtCác báo cáo độ dẫn nhiệt (k) ở nhiệt độ phòng trong khoảng 4006,000 WmK-1 cho SWCNTs và trong khoảng 300-3,000 WmK-1 choMWCNTs, tùy thuộc vào loại CNTs. Nghiên cứu lý thuyết và thựcnghiệm về hệ số giãn nở nhiệt sử dụng kỹ thuật XRD cho thấy các bóCNT có giá trị CTE âm ở nhiệt độ thấp và dương ở nhiệt độ caoTính chất điệnTùy thuộc vào cặp chỉ số (n, m) mà độ dẫn của CNTs có thể là bándẫn hay kim loại.21.3. Vật liệu compozit nền kim loại gia cường vật ...