石墨烯/Al复合材料的微观结构及力学性能

采用乙醇溶液分散和球磨两步法将石墨烯和铝粉混合,然后采用冷压和真空热压烧结相结合工艺制备了石墨烯/Al复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、电子万能实验机和显微维氏硬度计等分析了复合粉体混合前后形貌,研究了石墨烯添加量对复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:采用乙醇溶液分散和球磨两步法,石墨烯均匀分散在铝颗粒基体中,得到混合均匀的复合粉体。冷压-真空热压烧结制备的复合材料组织致密,界面结合良好,石墨烯呈片状均匀地分布在铝基体中。随着石墨烯含量的增加(0.5%~2%,体积分数),复合材料强度和硬度均逐渐升高;当石墨烯的含量为1%时,复合材料的综合力学性能较好,强度和硬度分别达到199 MPa和82.95 HV,相对纯铝基体的分别增加了99%和113%。     

SiC_p/AZ61镁基纳米复合材料高能超声制备及阻尼性能研究

采用自行设计的高能超声装置制备SiCp/AZ61镁基纳米复合材料,并对制备的复合材料进行显微组织观察和阻尼性能测试。试验结果表明,高能超声波能使SiCp在镁合金熔体中均匀分散,在室温下镁基复合材料的阻尼性能与AZ61合金相比得到了显著的改善,其阻尼性能的提高可以用G-L位错钉扎模型解释。由于SiCp的加入使基体中界面数量增加,高温下更加容易发生界面滑移,材料的阻尼性能明显提高。     

SiCp/AZ61镁基复合材料制备工艺和性能的研究

研究了三种不同铸造工艺条件下镁基复合材料的组织结构,并对其硬度进行了测定。结果表明:与全液态铸造法和半固态铸造法相比,搅熔铸造制备的SiCp/AZ61镁基复合材料,其增强相SiC颗粒分布均匀,气孔率较少,是一种较理想的金属基复合材料制备工艺。未增强的AZ61基体镁合金的维氏硬度高于其半固态坯料的维氏硬度;而SiCp/AZ61镁基复合材料的维氏硬度明显高于基体的维氏硬度,并随着SiC颗粒体积分数的增加其复合材料的维氏硬度不断提高。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备及性能

为了解决石墨烯在铜基体中分散不均匀的问题,采用电荷吸引的方法将带负电荷的氧化石墨烯纳米片均匀的吸附在带正电荷的铜粉的表面,然后用粉末冶金的方法制备石墨烯增强铜基复合材料。采用扫描电镜,透射电镜,拉伸和导热测试等对石墨烯增强铜基复合材料的显微结构,力学性能和导热性能进行了研究。结果表明:石墨烯均匀的分散在铜基复合材料中,石墨烯在基体中的均匀分散和紧密的界面结合有效的提高了复合材料的性能。     

石墨烯增强TC4复合材料的微观组织及力学性能

采用球磨法将石墨烯与TC4预合金粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备了石墨烯/TC4复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究了复合粉末混合前后的形貌和物相结构;采用显微硬度计、Gleeble-3800D热模拟试验机等分析了复合材料的显微硬度和压缩性能。结果表明:通过干法球磨和放电等离子烧结工艺制备的复合材料组织致密,石墨烯与TC4原位生成的TiC在晶界处析出,提高了复合材料的力学性能。复合材料的室温压缩强度和屈服强度,相对于基体分别提高了17.03%和12.5%;硬度和延伸率分别提高了18.2%和60%。石墨烯的加入使得TC4基体晶粒细化,同时与基体反应生成了TiC颗粒,对基体产生了强化效果。     

高性能碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料的制备（英文）

采用球磨加搅拌铸造工艺制备了CNTs(质量分数为0.1%)增强的AZ91D镁基复合材料。通过光学显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和室温拉伸试验对复合材料进行表征和分析。结果表明:碳纳米管在镁基体中分散很均匀,并且复合在基体中的碳纳米管结构较完整。与AZ91D基体相比,复合材料屈服强度和伸长率分别提高了47.2%和112.2%。碳纳米管在基体中的均匀分散且与基体形成的强界面结合使复合材料屈服强度和伸长率同时得到了提升。此外,晶粒细化和基体中均匀分散的β相(Mg_(17)Al_(12))也有助于复合材料力学性能的提高。     

原位水热法制备石墨烯/Co_3O_4复合材料的研究

基于壳聚糖对石墨烯的分散作用及壳聚糖对钴离子的螯合作用,采用原位水热法实现了石墨烯/Co_3O_4复合材料的制备。采用球磨法制备石墨烯,避免了氧化还原法制备石墨烯引起的物理性能下降;采用原位水热法制备复合材料,确保了复合材料的均匀性。XRD结果表明:实现石墨烯/Co_3O_4复合材料的制备。水热反应温度显著影响复合材料前驱体形貌,FTIR结果表明随着水热温度的提高,壳聚糖炭化加剧,前驱体由大块团聚体转变为颗粒状前驱体。经煅烧前驱体转变为石墨烯/Co_3O_4复合材料,Co_3O_4颗粒均匀负载于片层状石墨烯表面,二者分散均匀。     

石墨烯铝基复合材料的制备及其性能

首次提出利用石墨烯的结构特点和力学性能,制备高强度、高模量的石墨烯铝基复合材料。改进了氧化还原法制备石墨烯的工艺流程,在98℃还原温度下制备石墨烯。采用氧化石墨烯胶体中加入CuSO4并还原的方法制备石墨烯-Cu,增大了密度,提高了石墨烯与金属熔体间的润湿性。采用机械搅拌法,在660～720℃温度区间加入石墨烯-Cu,初步制备了石墨烯铝基复合材料,其硬度相对于纯铝基体提高了约40%。     

石墨烯增强铝基复合材料的微观结构及力学性能研究

采用无水乙醇中超声波震荡和高能球磨实现石墨烯与铝粉的均匀混合,然后采用冷压和真空烧结制备了石墨烯增强铝基复合材料。研究了该复合材料的微观结构及力学性能研究。结果表明:所制备的复合材料基体致密,石墨烯结构完整,以片状物形式均匀的分布在基体内,石墨烯与铝基体界面结合良好。当石墨烯含量为0.6%(wt%)时,复合材料抗弯强度最好,达到114 MPa,比纯铝增加了24%;当石墨烯含量为0.4%时,复合材料的硬度最好,达44 HV,比纯铝增加了22%     

FSP制备方式对石墨烯在铝基中分散及损伤的影响

分别采用铝板中直接填充石墨烯(一步法)和石墨烯/铝均匀混粉后填充(两步法)两种方式进行石墨烯/铝基复合材料的FSP制备,研究了搅拌摩擦加工(FSP)制备方式对石墨烯在铝基中分散、石墨烯结构损伤及复合材料力学性能的影响。结果表明,两步法FSP制备的复合材料中石墨烯分散更为均匀,其结构损伤程度也明显低于一步法,复合材料的抗拉强度达到115 MPa,较一步法提高了15%。     

放电等离子烧结温度对ZK61镁合金组织及力学性能的影响北大核心CSCD

以ZK61合金粉末为原料,通过放电等离子烧结的方法制备了ZK61生物镁合金块体,研究了不同烧结温度对合金块体微观组织和力学性能的影响。结果表明:制备出的ZK61合金块体内部结构致密,组织分布均匀,晶粒细小,块体致密度随烧结温度逐渐提高,在520℃时达到99.24%;随着烧结温度的升高,粉末颗粒间原子扩散作用增强,ZK61合金块体的力学性能也逐渐提高,在烧结温度为520℃时综合性能最好,其中显微硬度由370℃时的69.2 HV增加到79.3 HV,抗压强度和抗弯强度也获得最大值,分别为304 MPa和94.7 MPa,压缩率逐渐变大,韧性提高。     

放电等离子烧结温度对ZK61镁合金组织及力学性能的影响

以ZK61合金粉末为原料,通过放电等离子烧结的方法制备了ZK61生物镁合金块体,研究了不同烧结温度对合金块体微观组织和力学性能的影响。结果表明:制备出的ZK61合金块体内部结构致密,组织分布均匀,晶粒细小,块体致密度随烧结温度逐渐提高,在520℃时达到99.24%;随着烧结温度的升高,粉末颗粒间原子扩散作用增强,ZK61合金块体的力学性能也逐渐提高,在烧结温度为520℃时综合性能最好,其中显微硬度由370℃时的69.2 HV增加到79.3 HV,抗压强度和抗弯强度也获得最大值,分别为304 MPa和94.7 MPa,压缩率逐渐变大,韧性提高。     

烧结温度对石墨烯增强铜基复合材料组织和性能的影响

通过在铜和钛的混合粉末中引入石墨烯增强相,使用超声分散和球磨法对粉末进行均匀分散、混合,采用放电等离子烧结(SPS)的方法制备石墨烯增强铜基复合材料,研究了烧结温度对复合材料组织和性能的影响规律。结果表明:随着烧结温度的升高,复合材料组织中晶粒尺寸总体上不断增大,孔隙等缺陷则相应有所减少;复合材料密度值和硬度值随着烧结温度的升高呈上升趋势,而导电率逐渐下降。在750℃的烧结温度下,复合材料导电率最高,达到56. 8%IACS;在900℃的烧结温度下,复合材料密度为8. 54 g/cm~3,达到纯铜(8. 51 g/cm~3)水平,而布氏硬度值达到66. 4 HBW,较纯铜(46. 6 HBW)提高了42. 5%。     

钛颗粒增强镁基复合材料的制备方法

一种钛颗粒增强镁基复合材料的制备方法，步骤如下：选用钛颗粒以及镁或镁合金粉，镁粉或镁舍金粉体积百分比为70％-99％与钛粉1％～30％的体积百分比混合；将上述粉末连同玛瑙球按球料重量比3：1～4：1在球磨机上进行球磨，使之混合均匀；将混合均匀的粉末放入模具，在室温下压制成型；将压制的块体在真空炉中烧鲒；将烧结后的块体进行热挤压，挤压后冷加工制成零件或成品。     

石墨烯增强镁合金钨极氩弧焊接接头性能

通过活性钨极氩弧焊接将石墨烯纳米片溶入AZ31镁合金中,制得石墨烯/AZ31镁合金复合焊接接头。研究石墨烯加入量对复合焊接接头组织和性能的影响。结果表明:石墨烯纳米片在Marangoni逆流的运载和电磁力的搅拌作用下,均匀分布在AZ31镁合金基体中。均匀分散的石墨烯纳米片有效地细化镁合金的晶粒组织,并显著提高其接头的力学性能。所有试样中,4~#石墨烯/AZ31镁合金复合接头的晶粒尺寸最小(约19.8μm),力学性能最优,其极限拉伸强度和显微硬度为198 MPa和68.9 HV,约为未添加石墨烯纳米片AZ31镁合金接头的190.4%和130%,同时,接头的韧性也达到最佳。因此,石墨烯纳米片的添加量在1.41%左右时,能获得性能最好的石墨烯/AZ31镁合金复合接头。     

电爆法制备石墨烯气溶胶用于石墨烯包覆铝复合粉体

提出了一种通过电爆法制备石墨烯气溶胶并将其用于石墨烯包覆铝复合粉体的新方法,在不破坏石墨烯本征特性的前提下,解决了石墨烯在金属复合粉体中分散不均匀、界面结合弱的问题。利用电爆法制备了一定浓度的石墨烯气溶胶,得到的石墨烯有2种结构：片状和凝胶状。石墨烯层数为5~8层,石墨烯气溶胶均匀分散在腔内。另外,在气流的作用下,通过搅拌将石墨烯气溶胶与球形铝粉颗粒混合,制备了石墨烯含量不同的石墨烯包覆铝复合粉体。当石墨烯气溶胶含量为1.5%（质量分数）时,石墨烯均匀分散在复合材料中,石墨烯片粘附包裹在金属颗粒上。最后,分析了石墨烯气溶胶原位混合形成石墨烯金属复合粉体的机理。     

石墨烯增强钛基复合材料的压缩变形行为研究

通过粉末冶金方法利用等离子电火花烧结在850℃制备了石墨烯增强钛基复合材料,并利用Gleeble-1500D研究了复合材料在室温和800℃时的压缩变形行为。研究发现:石墨烯均匀地分散在钛基体中,细化了钛基体的微观组织,提高了基体室温和高温的压缩强度和硬度。其中室温和高温屈服强度分别提高了22.87%和23.07%,抗压强度分别提高了13.91%和28.57%,室温和高温的硬度分别提高了16.4%和10%。同时发现石墨烯和钛基体反应生成了少量的碳化钛颗粒,能对基体产生强化效应。研究结果表明石墨烯/钛复合材料可成为一种高性能的特种材料,具有潜在的工程应用价值。     

触变注射成形法制备石墨烯纳米片增强镁基复合材料

采用触变注射成形的方法制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强AZ91D镁基复合材料,利用OM、SEM、EDS、TEM和XRD研究了GNPs含量(0.3%、0.6%、0.9%,质量分数)对镁基复合材料微观组织的影响,并进行了力学性能测试。结果表明,GNPs在基体中呈条状均匀分布,与基体结合良好,GNPs的加入能够细化晶粒尺寸和减少孔隙。与AZ91D镁合金基体相比,GNPs的添加明显提高了复合材料的强度和硬度,当GNPs的含量为0.6%时,复合材料的力学性能最好,硬度和抗拉强度分别达到92.3 HV和245 MPa。     

二氧化硅原位反应在制备镁基复合材料中的应用

在熔融镁合金中加入活化SiO2颗粒，由其与镁反应生成Mg2Si原位合成镁基复合材料；用X射线衍射仪(XRD)、电子探针显微分析仪(EPMA)、能谱仪(EDX)对制备的复合材料进行了分析。结果表明，SiO2原位反应制备的镁基复合材料中的增强相Mg2Si颗粒分布均匀，与基体结合较好，复合材料硬度得到提高。     

石蜡润滑条件下(Mg_2B_2O_(5w)+ND)/ZK60镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

将球磨后的粉末经热压烧结、热挤压成型制备(Mg_2B_2O_(5w)+ND)/ZK60镁基复合材料。研究了ZK60基体合金及(Mg_2B_2O_(5w)+ND)/ZK60镁基复合材料在石蜡湿润条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在液体石蜡润滑条件下,随着滑动距离的增加,基体合金和复合材料在开始时都具有很短的跑和阶段,相比基体材料,该复合材料的摩擦性能更加稳定,且具有更低的摩擦系数。随着载荷和转速的增加,该复合材料的摩擦系数减小,然后逐渐趋于平稳;复合材料的磨损机制由磨粒磨损向剥层磨损转变。