燕绍九
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陈翔
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洪起虎
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王楠
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李秀辉
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赵双赞
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南文争
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杨程
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张晓艳
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.3.007
石墨烯以其优异力学、物理性能以及独特二维结构成为铝基复合材料的理想纳米增强相.金属基纳米复合材料制备技术快速发展,促进了石墨烯增强铝基纳米复合材料在结构和功能材料领域中的广泛研究.石墨烯在铝基体中的分散以及石墨烯/铝的界面控制问题具有重要科学研究和工程应用价值.重点介绍石墨烯增强铝基纳米复合材料最新研究进展,主要包括石墨烯增强铝基纳米复合材料的分散和冶金成型技术及其结构表征和力学性能研究.实验表明石墨烯能够显著提高铝基体力学性能,但作者认为通过优化工艺参数、改善微观结构和控制结合界面能够进一步优化材料性能.此外,为实现工程应用,还需加强石墨烯增强铝基复合材料的腐蚀性能和热、电性等物理性能研究,并突破材料的低成本、大规模制备技术.本文还基于石墨烯独特二维结构和表面状态,对石墨烯的增强增韧机制进行了深入讨论.
关键词:
石墨烯
,
铝基纳米复合材料
,
制备工艺
,
力学性能
,
分散工艺
,
界面结合
,
增强机制
燕绍九
,
杨程
,
洪起虎
,
陈军洲
,
刘大博
,
戴圣龙
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.001
采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金.首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度.利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能.结果表明:石墨烯纳米片均匀分布在铝合金基体中,与基体形成良好的结合界面,且石墨烯纳米片与铝合金基体未发生化学反应,并保留了原始的纳米片结构;铝基烯合金中石墨烯纳米片含量为0.3％(质量分数)时,铝基烯合金的平均屈服强度和抗拉强度分别达到322MPa和454MPa,较未添加石墨烯纳米片的合金分别提高58％和25％,且伸长率略有提高.基于石墨烯纳米片特殊的二维褶皱结构,讨论铝基烯合金的增强增韧行为.
关键词:
石墨烯纳米片
,
铝基纳米复合材料
,
力学性能
,
增强增韧行为
洪起虎
,
燕绍九
,
杨程
,
张晓艳
,
戴圣龙
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.09.001
采用球磨和真空热压烧结方法成功制备氧化石墨烯/铜复合材料.利用OM,SEM,XRD,显微硬度计和电子万能试验机等分析球磨后的复合粉形貌,研究氧化石墨烯添加量对复合微观结构及力学性能的影响.结果表明:制备的氧化石墨烯/铜基复合材料组织致密,氧化石墨烯以片状形态较均匀地分布在铜基体中,并与铜基体形成良好的结合界面.氧化石墨烯质量分数为0.5％时,复合材料的综合力学性能较好,显微硬度和室温压缩强度分别为63HV和276MPa,相对于纯铜基体分别提高了8.6％和28％.其强化机理为剪切应力转移强化、位错强化和细晶强化.
关键词:
氧化石墨烯/铜基复合材料
,
真空热压烧结
,
微观结构
,
力学性能
