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1、第25卷第6期中国有色金属学报2015年6月Volume25Number6TheChineseJournalofNonferrousMetalsJune2015文章编号：1004-0609(2015)06-1498-07石墨烯/Al复合材料的微观结构及力学性能1,2131111李多生，吴文政，QINQing-hua，周贤良，左敦稳，鲁世强，郜友彬(1.南昌航空大学材料科学与工程学院，南昌330063；2.南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌330063；3.澳大利亚国立大学工程与计算机技术学院，堪培拉2601)摘要：采用乙醇溶液分散和球磨两步法将石墨烯和铝粉混
2、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199MPa和82.95HV，相对
3、纯铝基体的分别增加了99%和113%。关键词：石墨烯/Al复合材料；真空热压烧结；微观结构；力学性能中图分类号：TB331文献标志码：AMicrostructureandmechanicalpropertiesofgraphene/Alcomposites1,2131111LIDuo-sheng,WUWen-zheng,QINQing-hua,ZHOUXian-liang,ZUODun-wen,LUShi-qiang,GAOYou-bin(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,NanchangHangkongUniversit
4、y,Nanchang330063,China;2.KeyLaboratoryofNondestructiveTesting,MinistryofEducation,NanchangHangkongUniversity,Nanchang330063,China;3.CollegeofEngineeringandComputerScience,AustralianNationalUniversity,Canberra2601,Australia)Abstract:Grapheneandpurealuminumpowderswerefirstlymixedthoroughly
5、twostepmethods,namelyethanolsolutiondispersionandballmilling.Then,thecoldpressingandvacuumhotpressingsinteringcombinationprocesswereappliedtofabricategraphene/Alcomposites.Themicrostructureandmechanicalpropertiesofgraphene/Alcompositeswithdifferentcontentsofgraphene,andthemorphologiesoft
6、hecompositepowderswereinvestigatedbyscanningelectronmicroscope,X-raydiffractometer,electronicuniversaltestingmachineandhardnesstester,respectively.TheresultsshowthatthegrapheneuniformlydispersesinAlpowdersusingtwostepmethods.Graphene/Alcompositesarecompact,andthegraphenenanosheetseffecti
7、velydistributeinthealuminummatrixandpresentwellinterfacewithaluminummatrix.Thestrengthandhardnessofgraphene/Alcompositesincreasewithincreasingthecontent(0.5%−2%,volumefraction)ofgraphene.Whenthegraphenecontentis1%,thecompositespresentthebestcomprehensivemechanicalproperti
