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多層石墨烯增強(qiáng)2024鋁合金復(fù)合材料制備及性能的研究

孫斌，周蕾，蔡曉蘭

(昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，云南 昆明 650093)

摘要：石墨烯以其優(yōu)異的力學(xué)性能，物理性能以及獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)成為鋁基復(fù)合材料的納米增強(qiáng)相的理想材料。采用金相顯微鏡、掃描電鏡和拉伸試驗(yàn)機(jī)研究了通過高能球磨法制備的鋁基復(fù)合材料的微觀組織及力學(xué)性能。結(jié)果表明：在2024鋁合金中添加多層石墨烯經(jīng)過高能球磨后，組織分布均勻，可以明顯的發(fā)現(xiàn)石墨烯以第二相存在。通過拉伸的斷口形貌看出經(jīng)過高能球磨后出現(xiàn)縮孔和微裂紋，隨著球磨時(shí)間的增加鋁基復(fù)合材料的縮孔數(shù)量逐漸的減少。球磨時(shí)間低的石墨烯與基體混合不均勻容易形成縮孔，造成組織缺陷，阻礙基體與石墨烯界面結(jié)合，使得材料性能下降。在SEM中發(fā)現(xiàn)球磨3h后的復(fù)合材料，具有明顯的拉伸韌窩，隨著球磨時(shí)間的增加材料由韌性斷裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?。在球?h后復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度能夠達(dá)到296.236MPa。

圖一 不同球磨時(shí)間抗拉強(qiáng)度-應(yīng)變圖

關(guān)鍵詞：多層石墨烯、2024鋁合金、高能球磨、力學(xué)性能