本文選取1060純鋁作為基材,采用攪拌摩擦加工（Friction Stir Processing,FSP）制備石墨烯/鋁基復(fù)合材料,研究FSP工藝、石墨烯種類及其加入量等對復(fù)合材料成形、結(jié)構(gòu)與性能的影響,在此基礎(chǔ)上探索提高石墨烯分散、減少結(jié)構(gòu)損傷的途徑,分析石墨烯加入對復(fù)合材料力學(xué)和電學(xué)性能的影響機理。得到以下的結(jié)論:采用攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度n=950r/min、行進(jìn)速度v=37.5mm/min并經(jīng)4道次FSP能獲得成形良好,且石墨烯分散較為均勻的石墨烯/鋁基復(fù)合材料。FSP過程在促進(jìn)石墨烯堆垛剝離的同時,也會導(dǎo)致石墨烯晶體結(jié)構(gòu)損傷。石墨烯的種類及加入量對復(fù)合材料宏觀成形均有影響:在相同石墨烯加入量和FSP工藝下,還原氧化石墨烯較物理法的無氧化石墨烯更難分散;隨石墨烯加入量的提高,分散難度增加,攪拌摩擦中心區(qū)出現(xiàn)石墨烯的貧瘠區(qū),邊界區(qū)則出現(xiàn)一定程度的石墨烯團(tuán)聚。結(jié)合混粉的兩步法FSP由于減少了攪拌針對石墨烯粉體的直接作用,石墨烯晶體的損傷明顯降低,特別是采用濕法改性的方式,由于混粉過程石墨烯損傷小且石墨烯比較均勻地埋藏于鋁粉中,減少了FSP過程中攪拌針對石墨烯的作用,石墨烯在復(fù)合材料中分散更... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

攪拌摩擦加工示意圖

2.1.1 試驗材料試驗采用 1060Al 作為基材，表 2-1、2-2 分別為基材的化學(xué)成分和性能參數(shù)試驗中所填充的增強相粉末為常州墨之萃科技有限公司提供的物理法石墨烯納米片（厚度 10nm，片層大小 5-50μm）以及蘇州恒球石墨烯科技有限公司提供的還原氧化石墨烯納米片（厚度 20nm，片層大小 5-50μm），圖 2-1 為試驗所用原始石墨烯粉末的 SEM 圖片。由圖 2-1 可以看出，石墨烯呈不規(guī)則的片層結(jié)構(gòu)，從圖中還可看出石墨烯粉末主要是以石墨烯片層堆垛的形式存在。表 2-1 1060Al 的主要化學(xué)成分(wt.%)元素 Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti 其他 Al含量 0.25 0.035 0.05 0.03 0.03 0.05 0.03 0.03 余量表 2-2 1060Al 的主要性能參數(shù)彈性模量(GPa)抗拉強度(MPa)屈服強度(MPa)延伸率(%)硬度(HV)70 82 64 21 26

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 2 章 試驗條件和方法圖 2-2 是所用原始鋁粉的 SEM 圖片，可看出鋁粉顆粒粒徑大小不一，其平均細(xì)度大約在 20μm 左右，主要呈近圓形。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3002074