采用表面無敏化、無活化的化學(xué)鍍銅法對石墨烯進(jìn)行表面鍍銅,并通過微波燒結(jié)法（燒結(jié)溫度為1000℃）制備石墨烯（GNPs）/Ti6Al4V、石墨烯（GNPs）-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料,探討石墨烯表面鍍銅后對鈦基復(fù)合材料顯微組織和性能的影響。結(jié)果表明:石墨烯表面成功鍍覆一層較均勻分布的銅顆粒,石墨烯與基體Ti界面反應(yīng)嚴(yán)重,容易生成粒徑為2⁵μm的TiC;石墨烯表面鍍銅后,界面反應(yīng)產(chǎn)生的TiC含量增多,同時引入了Ti₂Cu相。相比于單純外加石墨烯,石墨烯表面鍍銅后,微量銅降低了燒結(jié)溫度,提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能,其致密度、顯微硬度、壓縮強(qiáng)度分別達(dá)到96.55%、534HV_0.1、1602MPa,室溫磨損機(jī)制由基體（Ti6Al4V）的磨粒磨損轉(zhuǎn)變?yōu)镚NPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的粘著磨損。 

【文章來源】：中國有色金屬學(xué)報(bào). 2017年09期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

GNPs和GNPs-Cu的SEM像

第27卷第9期羅軍明，等：石墨烯-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能1805圖2GNPs和GNPs-Cu的XRD譜Fig.2XRDpatternsofGNPs(a)andGNPs-Cu(b)圖3GNPs和GNPs-Cu的拉曼光譜Fig.3RamanspectraofGNPsandGNPs-Cu值增加幅度更大，導(dǎo)致ID/IG的值有所降低。表明銅的引入，使石墨烯邊緣處得缺陷增多，同時石墨烯的層狀結(jié)構(gòu)也發(fā)生了部分改變，才導(dǎo)致G峰值有所增強(qiáng)。2.2GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的相組成圖4所示為GNPs/Ti6Al4V和GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的XRD譜。對比單純外加石墨烯可知，石墨烯經(jīng)過鍍銅以后，界面反應(yīng)生成的TiC更多，同時引入了第二相Ti2Cu。這是因?yàn)镃u與Ti更容易發(fā)生反應(yīng)，其先反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，提供了石墨烯與Ti反應(yīng)的能量。同時，Cu與Ti潤濕性較好，當(dāng)石墨烯表面含銅時，反而促進(jìn)了石墨烯與Ti的接觸，導(dǎo)致石墨烯與Ti更容易發(fā)生界面反應(yīng)生成TiC。2.3GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的表面形貌圖5所示為GNPs/Ti6Al4V粉末和GNPs-Cu/Ti6Al4V粉末混合物的SEM像。由圖5可以看出，圖4GNPs/Ti6Al4V與GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的XRD譜Fig.4XRDpatternsofGNPs/Ti6Al4VandGNPs-Cu/Ti6Al4Vcomposites圖5GNPs/Ti6Al4V粉末和GNPs-Cu/Ti6Al4V粉末混合物的SEM像Fig.5SEMimagesofGNPs/Ti6Al4Vpowder(a)andGNPs-Cu/Ti6Al4Vmillingpowder(b)

第27卷第9期羅軍明，等：石墨烯-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能1805圖2GNPs和GNPs-Cu的XRD譜Fig.2XRDpatternsofGNPs(a)andGNPs-Cu(b)圖3GNPs和GNPs-Cu的拉曼光譜Fig.3RamanspectraofGNPsandGNPs-Cu值增加幅度更大，導(dǎo)致ID/IG的值有所降低。表明銅的引入，使石墨烯邊緣處得缺陷增多，同時石墨烯的層狀結(jié)構(gòu)也發(fā)生了部分改變，才導(dǎo)致G峰值有所增強(qiáng)。2.2GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的相組成圖4所示為GNPs/Ti6Al4V和GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的XRD譜。對比單純外加石墨烯可知，石墨烯經(jīng)過鍍銅以后，界面反應(yīng)生成的TiC更多，同時引入了第二相Ti2Cu。這是因?yàn)镃u與Ti更容易發(fā)生反應(yīng)，其先反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，提供了石墨烯與Ti反應(yīng)的能量。同時，Cu與Ti潤濕性較好，當(dāng)石墨烯表面含銅時，反而促進(jìn)了石墨烯與Ti的接觸，導(dǎo)致石墨烯與Ti更容易發(fā)生界面反應(yīng)生成TiC。2.3GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的表面形貌圖5所示為GNPs/Ti6Al4V粉末和GNPs-Cu/Ti6Al4V粉末混合物的SEM像。由圖5可以看出，圖4GNPs/Ti6Al4V與GNPs-Cu/Ti6Al4V復(fù)合材料的XRD譜Fig.4XRDpatternsofGNPs/Ti6Al4VandGNPs-Cu/Ti6Al4Vcomposites圖5GNPs/Ti6Al4V粉末和GNPs-Cu/Ti6Al4V粉末混合物的SEM像Fig.5SEMimagesofGNPs/Ti6Al4Vpowder(a)andGNPs-Cu/Ti6Al4Vmillingpowder(b)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2920815