石墨烯增強鋁基復合材料的研究進(jìn)展

石墨烯增強鋁基復合材料的研究進(jìn)展 總結： 綱要： 由于石墨烯的比重小、優(yōu)異的機械及物理性能，常常被作為增強相加入到鋁合金基體中，以制備更輕、更強、性能更好的新型材料。石墨烯由于其及其優(yōu)異的電熱性質(zhì)，極佳的機械性能，使其能夠在少量添加的情況下便實(shí)現對性能的大幅度提升，是理想的增強相。數據顯示絕大多數石墨烯鋁基復合材料的研究都采用了粉末冶金路線(xiàn) [15] ，首先是由于此種方法可以較好的實(shí)現石墨烯在金屬基體中的均勻分散，其次是粉末冶金得到的中間產(chǎn)物可以進(jìn)行熱軋或熱擠壓等二次加工技術(shù)，以獲得具有更小孔隙率的良好的致密復合材料。但復合材料在石墨烯含量為0.25 wt%時(shí)，表現出最佳的拉伸性能，其屈服強度和抗拉強度相比純Al而言分別提高了38.27%和56.19%。為解決這一難題有研究者采用預先將石墨烯進(jìn)行處理后再加入熔融的鋁基體中。然而，隨著(zhù)球磨時(shí)間的延長(cháng)(4 h)，大量Al4C3脆性相的產(chǎn)生和GNSS直徑的減小，即使分散性較好，也會(huì )導致拉伸強度下降。將具有特殊設計的攪拌頭和軸肩非消耗性旋轉工具插入工件中，并沿著(zhù)所需路徑進(jìn)行移動(dòng)。且FSP已被證明是一種將增強顆粒(例如碳納米管、SiC、Al2O3)合并到金屬基體中，并使復合材料等異質(zhì)材料的微觀(guān)結構均勻化的有效方法 [4] [6] [28] 。Zhang等 [30] 在粉末冶金路線(xiàn)制備的燒結坯上使用了FSP技術(shù)，以改善第二相的分散和基體的結合。Figure 5. Schematic diagram of sample preparation [29]圖5. 試樣制備圖 [29]3.6. 3D打印制備石墨烯增強鋁基復合材料金屬三維(3D)印刷，如粉末添加劑制造(AM)技術(shù)，包括選擇性激光燒結(SLS)和選擇性激光熔化(SLM)，正在進(jìn)行廣泛的探索 [31] [32] 。 內容： 1. 引言 石墨烯是碳材料的一個(gè)新成員，自2004年英國曼斯特大學(xué)的Geim和Novoselov [1] 通過(guò)機械剝離法首次制備出具有近乎完美二維結構的石墨烯，石墨烯以其極高的力學(xué)性能和獨特的物理性能引起了人們的廣泛關(guān)注 [2] [3] 完美的石墨烯包括六邊形單元，是由SP2雜化成鍵形成穩定的二維結構，是一種二維納米材料，僅有一個(gè)原子層厚的單層石墨片構成 同時(shí)石墨烯也是構成其他維度碳材料的基本單元 近年來(lái)，將碳納米管(纖維)加入到鋁合金中