石墨烯增强镁合金塑性加工的组织和力学性能

为获得优异力学性能的复合材料,选用石墨烯作为增强体.本文采用粉末冶金方法,经高能球磨法、冷压、烧结、热压和热挤压制备了AZ31镁合金及石墨烯(GNPs)增强AZ31镁基复合材料棒状试样,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和室温拉伸、压缩表征了该材料的组织和力学性能.结果表明:制备的复合材料及基体中生成了Mg_(17)Al_(12)和MgO,加入GNPs后复合材料的屈服强度与维氏硬度都优于基体材料;加入GNPs质量分数为0.5%和1.0%的GNPs复合材料分别比基体屈服强度增加13.2%和14.2%(258和259 MPa),显微维氏硬度分别增加11.4%和14.3%(78和80 HV),主要的强化机制为载荷转移强化、奥罗万强化、热错配强化,但材料的拉伸延伸率分别降低到3.9%和4.3%,比基体分别降低了38%和32%,材料的致密度分别为99.6%、98.5%、97.8%,随着GNPs的增加,致密度降低;GNPs的加入未改变材料的断裂方式,材料的断裂方式均主要为脆性断裂;GNPs的添加使复合材料的基面{0002}织构弱化,从而降低材料的屈服不对称性.