Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu chế tạo và tính chất của composite nền kim loại gia cường bằng vật liệu cacbon cấu trúc nanô
Mã số đề tài QTRU01.04/20-21
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Khoa học Vật liệu
Cơ quan phối hợp Viện Thủy động lực học Lavrentyev, Phân viện Siberi – Viện Hàn lâm Khoa học Nga
Thuộc Danh mục đề tài Nhiệm vụ Hợp tác Quốc tế
Họ và tên Phía Việt Nam: TS.NCV. Phạm Văn Trình; Phía đối tác: GS.TSKH. Alexandr A. Shtertser
Thời gian thực hiện 01/06/2020 - 31/12/2021
Tổng kinh phí 200 triệu đồng
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite kim loại gia cường vật liệu cacbon cấu trúc nano (Gr, NDC) và đánh giá được khả năng ứng dụng của vật liệu composite chế tạo được trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, điện và điện tử.
- Góp phần thúc đẩy hợp tác quốc tế giữa các viện nghiên cứu của VAST và RAS.

Kết quả chính của đề tài

-    Kết quả nghiên cứu khẳng định, thiêu kết bằng kỹ thuật ép nóng đẳng tĩnh đã nâng cao được cơ tính của composite nền Cu và Al được gia cường bằng vật liệu Gr và NDC.
-    Vật liệu composite Gr/Cu được chế tạo với mẫu bột được chế tạo bằng hai phương pháp khác nhau. Trong đó, mẫu bột được chế tạo bằng phương pháp hóa học có khả năng phân tán đồng đều Gr và tính chất cơ được cải thiện so với phương pháp nghiền năng lượng cao. Trong đó:
+ Mẫu bột được chế tạo bằng phương pháp nghiền thì sau khi kết khối thì độ cứng vật liệu tăng lên 29% và với mẫu bột được chế tạo bằng phương pháp hóa học thì độ cứng tăng lên đến 40%.
+ Độ bền kéo của composite với mẫu bột được chế tạo bằng phương pháp hóa học cũng cho thấy sự cải thiện đáng kể so với phương pháp nghiền năng lượng cao. Độ bền kéo của composite với mẫu bột được chế tạo bằng phương pháp nghiền năng lượng cao, độ bền kéo tăng lên 57%, còn đối với mẫu được chế tạo bằng phương pháp hóa học thì độ bền kéo tăng lên đến 82%.
-    Vật liệu composite Gr/Al đã được nghiên cứu và phát triển thành công bằng kỹ thuật HIP. Các mẫu bột Gr/Al được chế tạo bằng phương pháp nghiền năng lượng cao có sự phân tán MWCNT đồng đều với hàm lượng lên đến 2%. Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi có thêm thành phần Gr thì tính chất cơ của vật liệu tăng lên đáng kể. Độ cứng của mẫu composite chứa 2% Gr tăng 48% trong khi đó độ bền kéo tăng lên 90% so với Al được chế tạo ở cùng điều kiện.
-    Góp phần đào tạo 01 nghiên cứu sinh về việc chế tạo titan và hợp kim titan bằng phương pháp luyện kim bột ứng dụng trong chấn thương chỉnh hình.
-    Góp phần thúc đẩy hợp tác quốc tế giữa các viện nghiên cứu của VAST và RAS.

Sản phẩm của đề tài:

- Các bài báo đã công bố:

1. Alexandr A Shtertser, Igor S Batraev, Vladimir Yu Ulianitsky, Ivanna D Kuchumova, Natalia V Bulina, Arina V Ukhina, Boris B Bokhonov, Dina V Dudina, Pham Van Trinh, Doan Dinh Phuong, Detonation spraying of Ti-Cu mixtures in different atmospheres: Carbon, nitrogen and oxygen uptake by the powders, Surfaces and Interfaces 21 (2020) 100676.
2. P.V. Trinh, D.D. Phuong, N.N. Anh, T.V. Hau, T.B. Trung, L.V. Duong, A.A. Shtertser, V.Y. Ulianitsky “Fabrication and properties of graphene reinforced copper matrix composite consolidated by hot isostatic pressing technique” International Conference “Physics and Technology of Advanced Materials -2021” October 5-8, 2021, Ufa, Russia

- Sản phẩm đào tạo: Góp phần đào tạo 01 nghiên cứu sinh (NCS. Trần Văn Hậu, thành viên) về lĩnh vực vật liệu và linh kiện nano.

Những đóng góp mới

- Xác định được kỹ thuật thiêu kết là HIP và điều kiện công nghệ liên quan để chế tạo composite Gr gia cường composite nền kim loại (Cu, Al).
- Vật liệu composite Gr/kim loại đã được nghiên cứu và phát triển. Kết quả bước đầu đã cho thấy tiềm năng của vật liệu gia cường Gr trong việc cải thiện tính chất cơ học của composite. Giải thích được sự thay đổi tỷ trọng tương đối, độ cứng và độ bền kéo của vật liệu composite.

Kiến nghị

Nhiệm vụ HTQT mã số QTRU01.04/20-21đã đạt được mục tiêu, thực hiện đủ nội dung nghiên cứu và hoàn thành đầy đủ sản phẩm như đăng ký. Tập thể thực hiện nhiệm vụ và cơ quan chủ trì nhiệm vụ kiến nghị Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam nghiệm thu nhiệm vụ nói trên.

Ảnh nổi bật đề tài
1669972232969-156.png