ロシア科学研究者：カーボンナノファイバーによるアルミニウム複合材料の硬度増加

ロシア国立研究型技術大学炭化水素触媒・加工実験室のイワン・ペレヴィン研究員は、「最も厳しい要件に基づいて、合金の操作性能を向上させる方法は2つしかない。この2つの方法を組み合わせて、ミクロン級アルミナとナノ級炭素繊維が相互作用する際にいくつかの要素の相乗効果を実現しました。

ペレビン氏によると、鋳造と3 D印刷のアルミニウムサンプルをベースに、コールドスプレー法を用いて複合コーティングを施すことで表面性能を向上させることができるという。複合コーティングの基礎は、アルミニウムの工業原材料を得るための粉末状混合物であり、純金属粒子を30%添加した。合成中、アルミニウム粒子は硬い酸化物に遭遇すると押しつぶされ、構造中の空隙を充填する。この硬質及びプラスチック粒子の組成物は、アルミニウム部品表面上のコーティングに強固な接着を提供する。また、ナノスケール炭素繊維は金属粉末粒子の空間に浸透し、ミクロレベルの密度をさらに増加させ、亀裂と空隙の数を極めて減少させ、コーティングの硬度と強度を高めることができる。1.5%のカーボンナノファイバーを添加するだけで、コーティング硬度が20%増加します。

研究者は、もう一つの活発な要素は炭素の高摩擦性能であり、これは粒子衝突の過程で「潤滑」によって緻密で欠陥のないコーティング構造を形成するのにも役立つと説明した。また、「自己潤滑」（その場潤滑）によるコーティングへの炭素添加は摩擦性能と耐摩耗性を改善することができる。