《铸造技术》

文章标题:石墨烯/Al 复合材料的显微组织和物理性能研究

文章作者: 雷 1,杨南鹏 1,黄 朴 1,许征兵 1,2,3
关 键 字:石墨烯;铝基复合材料;冷压烧结;显微组织;物理性能
文章摘要:
铝基复合材料具有重量轻、高耐蚀性、热膨胀系数低、导电导热性能优异和加工性能优良等优点而成为当前轻金属基复合材料研究的主流,其中,石墨烯/Al 复合材料是目前研究的热点方向。 为了研究石墨烯含量对石墨烯/Al复合材料物理性能的影响,本文采用了冷压烧结法制备了石墨烯质量分数为 0%(纯铝)、0.3%、0.6%和 0.9%的石墨烯/Al复合材料,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及其自带的能谱仪分析石墨烯/Al 复合材料的微观形貌及化学成分,采用高精度固体密度仪、显微硬度计、高温 DSC 分析仪和激光导热系数测量仪测试分析石墨烯/Al 复合材料的密度、硬度、比热容、热扩散系数和导热系数,对比分析了不同石墨烯含量对石墨烯/Al 复合材料性能的影响机制。 结果表明,石墨烯/Al 复合材料中石墨烯均匀的分布在铝基体中, 石墨烯的添加能够使基体产生明显的晶粒细化, 当石墨烯含量超过0.6%时,在复合材料中出现石墨烯的团聚现象。 随着石墨烯含量的增加,复合材料的密度和致密度逐渐减小,硬度值呈现先增大后减小的趋势,比热容逐渐降低,热扩散系数先增大后略微减小,导热系数缓慢上升。