粉末冶金法制備石墨烯增強鋁基復合材料及其性能研究.pdf

1、石墨烯具備優(yōu)秀的力學性能與導電性能，如果將其添加到鋁基體中并有效發(fā)揮其性能，則可以大幅度的提高鋁基體的力學性能與導電性能，對于推動電力、汽車甚至航天等行業(yè)的發(fā)展都具有極其重大的深遠意義。目前為止，關于石墨烯增強鋁基復合材料方面的文獻還相對甚少，因此有必要研究石墨烯對鋁基復合材料的影響。
　　本文采用粉末冶金制備出石墨烯增強的純鋁復合材料和鋁合金復合材料，采用正交試驗的方法確定了復合材料的最佳燒結工藝以及最優(yōu)的石墨烯添加量，進一步研

2、究了采用最佳制備工藝合成的不同石墨烯含量的鋁合金復合材料，研究其拉伸等力學性能，以及導電性能隨石墨烯含量變化的影響規(guī)律并分析其影響機理，同時還研究了去應力退火工藝對鋁合金復合材料的影響。研究結果分析如下:
　　石墨烯/純鋁復合材料的抗彎強度和硬度都隨石墨烯含量的增加先降后增，其電導率則隨石墨烯含量的增多先降后增之后又有微小幅度的降低。
　　當石墨烯添加量為0.4wt％，燒結溫度在585℃下保溫4h時所制備的鋁合金復合材料的性

3、能最佳。
　　石墨烯增強鋁合金復合材料的密度和抗彎強度都是隨著石墨烯含量的增加先增加后減小，在石墨烯含量為0.4％時達到最大值，Si和Mg可提高鋁基體與石墨烯之間的潤濕性，改善界面的結合效果，提高基體的致密性。
　　隨著石墨烯含量的增加，鋁合金復合材料的抗拉強度與延伸率、硬度和電導率都是先增后減;0.4％的復合材料抗拉強度、硬度和電導率最大，抗拉強度為282.52MPa，比鋁基體提高了38.92％。0.2％的復合材料的延伸率

4、為1.79％，為最大值。
　　石墨烯含量增加，拉伸斷口形貌中的撕裂棱和韌窩數量增多，撕裂棱變小變細，韌窩也變小變得越來越深，復合材料的塑性逐漸提高;石墨烯含量為0.2％的復合材料其斷口形貌的韌窩是最多且最深的，撕裂棱也是最多最細的，此時的塑性是最好的。石墨烯含量繼續(xù)增多，斷口形貌中的韌窩開始變大變淺，撕裂棱也跟著變得粗大起來，當石墨烯含量達到0.6％時，甚至顯現出一定程度的脆性斷裂的特征。
　　除延伸率外，鋁合金復合材料退火