热轧石墨烯增强铜铬锆复合材料微观组织与性能

石墨烯/铜铬锆基复合材料具有优良的性能，石墨烯在基体中的分布情况直接影响复合材料的物理性能和力学性能。采用放电等离子烧结（SPS）法和轧制工艺制备了不同石墨烯含量的石墨烯/铜铬锆基复合材料（GNP/CuCrZr基复合材料），研究了复合材料的显微组织形貌，并对复合材料的致密度、硬度、导电率进行了分析。根据复合材料的力学性能和拉伸断口形貌，分析了复合材料热轧前后的断裂机制。结果表明：SPS后，GNP随机分布在CuCrZr基体中，此时复合材料晶粒较粗大；热轧后复合材料发生再结晶现象，晶粒尺寸减小，GNP沿着轧制方向定向排列并均匀的分布在晶界处。热轧有效改善了GNP/CuCrZr基复合材料的致密度，且随着石墨烯含量的增加，改善效果越明显。轧制态0.25%GNP/CuCrZr基复合材料致密度达到了99.8%。轧制后复合材料的强度和塑性大幅度增加，轧制态0.25%GNP/CuCrZr基复合材料的抗拉强度为272 MPa，延伸率为34%，与烧结态的复合材料相比分别提高了3.0%和143%。烧结后复合材料断裂机制为脆性断裂，而轧制后变为韧性断裂。