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石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

铝及铝合金作为资源最丰富、使用最常见的金属材料之一,在社会各个行业都有着很多的应用,它具有很多的优点,如质量轻、密度小、成本低廉等。而且,铝基复合材料比强度和比刚度较高,并具有良好的高温性能,  (本文共3页) 阅读全文>>

中北大学
中北大学

石墨烯增强铝基复合材料的制备及其性能研究

本文以多层石墨烯为增强体,利用高能球磨和粉末冶金结合热压的方法制备了不同石墨烯含量的铝基复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪进行了显微组织结构表征与物相分析,并对制备试样的密度、硬度、压缩性能、摩擦腐蚀性能进行相应的性能测试。同时,对球磨工艺对显微组织的影响规律和制备工艺对力学性能的影响进行了研究,并对微观组织结构影响复合材料宏观力学性能的机制进行了初步的探讨。对制备所得到的石墨烯/铝复合粉体研究表明,铝粉表面的沟槽有助于石墨烯的附着,当球料比为5:1时,石墨烯被均匀地分散在铝粉中,混合较为均匀,无特别明显的团聚或偏聚现象发生,分散情况最好。热力学分析表明,在高能球磨的过程中,石墨烯/铝复合粉体中的界面反应为自发反应,会发生生成Al_4C_3硬脆相的界面反应。本实验中铝粉表面能够分散石墨烯微片的最大含量为0.5wt%。烧结工艺以及石墨烯/铝复合材料的研究表明,烧结温度对石墨烯增强铝基复合材料的力学性...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

还原氧化石墨烯增强铝基复合材料的制备及性能研究

石墨烯因具有独特的层状结构,并表现出优异的力学、热学等性能,被认为是金属基复合材料理想的增强相。为了研究石墨烯在制备铝基复合材料方面的应用,本论文提出了一种新的石墨烯分散工艺-溶液混合法,并结合粉末冶金工艺制备了还原氧化石墨烯/铝基复合材料。通过拉伸实验测试了石墨烯/铝基复合材料的力学性能,并分析了石墨烯的增强机理。在此基础上,制备出了石墨烯/碳化硅混杂增强铝基复合材料,并采用球盘式摩擦试验机测试了混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能,研究了石墨烯含量与外加载荷对铝基复合材料耐磨性的影响规律,揭示了复合材料的磨损机理。采用氧化还原法制备的石墨烯层数较少,结构完整。通过溶液混合法,可获得石墨烯与纯铝粉末、以及与碳化硅颗粒和铝合金粉末的均匀混合,并最终实现石墨烯在铝基复合材料基体中的均匀分布。石墨烯/铝基复合材料的力学研究结果表明:石墨烯材料的加入能够显著提高复合材料的硬度和强度。当石墨烯含量为0.3wt.%时,石墨烯/铝基复合材料的...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
中北大学

石墨烯纳米片增强铝基复合材料的制备及组织性能研究

石墨烯因其具有优异的力学性能,被认为是理想的金属基复合材料增强体。将铝合金中加入石墨烯制备石墨烯增强铝基复合材料是铝基复合材料新的发展方向。目前制备石墨烯增强铝基复合材料有许多问题需要解决,同时现在制备石墨烯增强铝基复合材料的方法工艺复杂,成本高,不适于大规模生产和应用。因此有必要开发一种成本较低,工艺简单,适于工业应用的制备方法。本文以石墨烯纳米片(Graphene nanoplatelets,GNPs)为增强体,以ZL101合金为基体,利用球磨和半固态电磁搅拌的方法,制备了石墨烯纳米片增强铝基复合材料。利用扫描电镜和X射线衍射仪对球磨后的混合粉体进行了表征和分析;利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对制得的复合材料的显微组织进行了表征和分析;对复合材料的密度、致密度、以及力学性能进行了测试和分析。主要研究结果如下:球磨混粉后,混合粉体呈现片状,石墨烯纳米片和ZL101合金粉混合均匀,石墨烯纳米片与ZL101合金...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

石墨烯增强铝基复合材料的制备及力学性能研究

石墨烯因其具有非常优异的物理性能和机械性能,被认为是最理想的金属基复合材料增强体。然而石墨烯在金属基体中非常容易发生团聚,已成为制约石墨烯增强金属基复合材料发展的关键因素。因此寻求一种新的制备技术是发展石墨烯增强金属基复合材料的关键。本文首先采用Hummers制备含有大量负电荷的氧化石墨烯(grapheneoxide,GO),然后使用阳离子表面活性剂处理铝粉使其表面带有正电荷,并以静电自组装的方式将氧化石墨烯均匀的吸附在铝粉表面。最后采用热压烧结的方法制备了石墨烯增强铝基复合材料。利用金相显微镜、X射线衍射和扫描电镜等方法研究了石墨烯在复合材料中的分散情况和不同活性剂使用量和石墨烯添加量对复合材料的组织,结构和性能的影响。Hummers法对原始石墨进行了有效的剥离,制得的氧化石墨烯层数较少。并且氧化石墨烯上存在大量的含氧基团,使得氧化石墨烯带有很强的负电荷。将其与表面处理后带正电的铝粉通过静电自组装混合后,氧化石墨烯可以均匀的吸...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

石墨烯增强铝基复合材料组织及性能研究

本文分别以1060工业纯铝和7075铝合金为基材,多层氧化石墨烯(Graphene Oxide)为增强相,采用旋转摩擦挤压(Rotational Friction Extrusion,RFE)技术制备了石墨烯含量分别为0.25wt%、0.6wt%和1wt%的石墨烯增强铝基复合材料。在确定了制备的最佳工艺参数的基础上,研究了石墨烯含量对复合材料成形和组织的影响规律,并通过对复合材料进行XRD、SEM和EMPA试验分析了其物相组成及石墨烯分布的均匀性,同时测定了复合材料的显微硬度、抗拉强度、延伸率和电导率,对拉伸断口进行了SEM观察,最后对石墨烯增强铝基复合材料的强化机制进行了探讨。所得主要结论如下:采用旋转摩擦挤压技术可制备出外观成形良好的石墨烯增强铝基复合材料。当旋转速度为555rpm,挤压速度为0.36mm/s时,制备的石墨烯增强1060Al复合材料棒料宏观形貌良好,长度可达约140mm;当旋转速度为315rpm,挤压速度为0...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>