Abstract The quest to achieve uniform dispersion of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) in metal matrices without compromising the structural integrity of the nanotubes during the production of metal matrix composites have been a lingering challenge across materials science community. The problem has compelled researchers to explore various techniques of dispersing MWCNT in metal matrices. In this study, 1.0 wt% MWCNT was dispersed in Ti6Al4V powders using shift speed ball milling technique to achieve uniform dispersion, good interfacial bonding and minimal structural strain to the MWCNT after dispersion. Two batches of dispersion techniques were adopted to disperse the nanotubes in the Ti6Al4V matrix. Batch 1 (6 h of low-speed ball milling + 1 h high-speed ball milling) and Batch 2 (8 h of low-speed ball milling + 1 h high-speed ball milling). After dispersion, various advanced characterisation techniques such as high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and X-Ray diffraction (XRD) were utilised to evaluate the dispersion characteristics, interfacial bonding and micro and nanostructural evolution of the MWCNT in Ti6Al4V powders. The results indicated that batch 2 sample showed the best dispersion characteristics of MWCNT, good interfacial bonding with minimal strain to the walls of the MWCNT in the Ti6Al4V powders and this is ascribed to the adequate impact energy exerted on the powders during prolong milling time of low-speed ball milling and the supplementary 1 h of high-speed ball milling.

中文翻译：

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变速球磨技术制备的Ti6Al4V粉末中多壁碳纳米管的分散特性、界面结合和纳米结构演变

摘要 在金属基复合材料的生产过程中，寻求在金属基体中实现多壁碳纳米管 (MWCNT) 的均匀分散而不影响纳米管的结构完整性一直是材料科学界的一个长期挑战。这个问题迫使研究人员探索在金属基质中分散多壁碳纳米管的各种技术。在这项研究中，使用变速球磨技术将 1.0 wt% MWCNT 分散在 Ti6Al4V 粉末中，以实现分散后对 MWCNT 的均匀分散、良好的界面结合和最小的结构应变。采用两批分散技术将纳米管分散在 Ti6Al4V 基体中。第 1 批（6 小时低速球磨 + 1 小时高速球磨）和第 2 批（8 小时低速球磨 + 1 小时高速球磨）。分散后，利用各种先进的表征技术，如高分辨率透射电子显微镜 (HRTEM)、扫描电子显微镜 (SEM)、拉曼光谱和 X 射线衍射 (XRD) 来评估分散特性、界面结合和微纳米结构。 Ti6Al4V 粉末中 MWCNT 的演变。结果表明，第 2 批样品表现出 MWCNT 的最佳分散特性，良好的界面结合，对 Ti6Al4V 粉末中 MWCNT 壁的应变最小，这归因于在延长低的研磨时间期间施加在粉末上的足够的冲击能量。 - 高速球磨和补充的 1 小时高速球磨。利用扫描电子显微镜 (SEM)、拉曼光谱和 X 射线衍射 (XRD) 来评估 MWCNT 在 Ti6Al4V 粉末中的分散特性、界面结合以及微纳米结构演变。结果表明，第 2 批样品表现出 MWCNT 的最佳分散特性，良好的界面结合，对 Ti6Al4V 粉末中 MWCNT 壁的应变最小，这归因于在延长低的研磨时间期间施加在粉末上的足够的冲击能量。 - 高速球磨和补充的 1 小时高速球磨。利用扫描电子显微镜 (SEM)、拉曼光谱和 X 射线衍射 (XRD) 来评估 MWCNT 在 Ti6Al4V 粉末中的分散特性、界面结合以及微纳米结构演变。结果表明，第 2 批样品表现出 MWCNT 的最佳分散特性，良好的界面结合，对 Ti6Al4V 粉末中 MWCNT 壁的应变最小，这归因于在延长低的研磨时间期间施加在粉末上的足够的冲击能量。 - 高速球磨和补充的 1 小时高速球磨。