編號：CYYJ03382
篇名：石墨烯增強(qiáng)銅基復(fù)合材料強(qiáng)度及機(jī)理研究
作者：王軍 李林聰 王天順 王會霞 張亮 朱金廣
關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料 FSP 銅 石墨烯 力學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 河北省材料近凈成形技術(shù)重點(diǎn)實驗室 河北省低溫罐車技術(shù)創(chuàng)新中心
摘要： 為了提升金屬基復(fù)合材料的力學(xué)性能,采用FSP(friction stir processing)方法制備銅/石墨烯復(fù)合材料,通過金屬顯微組織觀察試驗和力學(xué)試驗對試樣進(jìn)行分析,探究攪拌工具轉(zhuǎn)速和石墨烯添加量對復(fù)合材料微觀組織特征、抗拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,并對復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果表明,石墨烯對銅基體的作用主要體現(xiàn)在載荷傳遞和阻礙銅基體中的位錯運(yùn)動和晶界長大方面,隨著石墨烯的引入,焊核區(qū)晶粒發(fā)生了明顯細(xì)化;晶粒細(xì)化的原因是攪拌工具的機(jī)械攪拌作用和晶粒再結(jié)晶過程中石墨烯對晶粒長大產(chǎn)生了阻礙作用;與母材相比,銅/石墨烯復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度提升了5%,最高可達(dá)277.49 MPa。因此,采用FSP方法可制備性能良好、石墨烯分布均勻的銅/石墨烯復(fù)合材料,新方法有效提升了銅合金材料的力學(xué)性能,可為復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。
