本文通過高能球磨混粉和熱擠壓制備了純鋁及1vol.%、3vol.%和5vol.%石墨烯/鋁復(fù)合材料,并利用等通道擠壓過程中產(chǎn)生的巨大剪切力剝離石墨烯片層,改善石墨烯在基體中的分散性,最后對(duì)1vol.%石墨烯/鋁復(fù)合材料進(jìn)行界面強(qiáng)化。通過對(duì)球磨工藝的探索,獲得了鋁粉和復(fù)合粉體最佳球磨參數(shù),分別為250rpm×300min和250rpm×180min,制備了石墨烯在鋁片表面分散均勻并結(jié)合緊密的復(fù)合粉體。冷等靜壓和熱擠壓后,材料致密度大幅度提升,隨著石墨烯含量增加,材料致密度逐漸降低,最高和最低分別為99.2%和98.1%。從石墨烯/鋁復(fù)合材料拋光組織可知,隨著石墨烯體積分?jǐn)?shù)的增加,石墨烯團(tuán)聚逐漸嚴(yán)重,材料抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量先升高后降低,當(dāng)石墨烯體積分?jǐn)?shù)為3vol.%時(shí),力學(xué)性能最好,分別達(dá)到了175.9MPa、95.4MPa和75.3GPa,相比擠壓態(tài)純鋁分別提高了48.4%、78.8%和11.9%,延伸率逐漸降低,最高和最低分別為15.5%和5.2%。通過對(duì)3vol.%石墨烯/鋁復(fù)合材料在不同溫度下進(jìn)行等通道擠壓8道次后的拋光表面組織和力學(xué)性能研究,探索出最佳等通道擠壓溫度為3...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬基復(fù)合材料的制備方法
        1.2.2 復(fù)合材料增強(qiáng)體
    1.3 石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 石墨烯的性質(zhì)
        1.3.3 石墨烯的應(yīng)用研究
    1.4 石墨烯/金屬基復(fù)合材料
        1.4.1 石墨烯/金屬基復(fù)合材料制備流程
        1.4.2 石墨烯/金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 石墨烯/鋁基復(fù)合材料研究進(jìn)展
        1.4.4 石墨烯/鋁復(fù)合材料研究現(xiàn)狀分析
    1.5 大塑性變形對(duì)碳納米管和石墨烯金屬中分散性的影響
        1.5.1 高壓扭轉(zhuǎn)變形技術(shù)
        1.5.2 攪拌摩擦加工技術(shù)
        1.5.3 等通道擠壓技術(shù)
        1.5.4 其它大塑性變形技術(shù)
    1.6 主要研究目的和內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及表征方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 基體合金
        2.1.2 石墨烯
    2.2 試驗(yàn)方法
        2.2.1 復(fù)合材料的制備
        2.2.2 材料組織觀察
        2.2.3 材料性能測(cè)試
第3章 石墨烯/鋁復(fù)合材料制備與組織
    3.1 引言
    3.2 球磨工藝對(duì)鋁粉變形行為的研究
    3.3 石墨烯臨界含量計(jì)算
    3.4 球磨工藝對(duì)石墨烯分散行為的研究
    3.5 復(fù)合粉體拉曼光譜測(cè)試
    3.6 熱擠壓態(tài)材料組織和力學(xué)性能
        3.6.1 熱擠壓態(tài)材料組織
        3.6.2 力學(xué)性能
        3.6.3 斷口及裂紋擴(kuò)展分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 等通道擠壓對(duì)石墨烯/鋁復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響
    4.1 引言
    4.2 等通道擠壓工藝研究
        4.2.1 等通道擠壓溫度對(duì)石墨烯分散性的影響
        4.2.2 等通道擠壓道次對(duì)石墨烯分散性的影響
    4.3 等通道擠壓對(duì)基體和復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響
        4.3.1 純鋁
        4.3.2 1vol.%石墨烯/鋁復(fù)合材料
        4.3.3 3vol.%石墨烯/鋁復(fù)合材料
        4.3.4 5vol.%石墨烯/鋁復(fù)合材料
    4.4 石墨烯/鋁復(fù)合材料界面強(qiáng)化
        4.4.1 熱處理工藝探索
        4.4.2 界面強(qiáng)化
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3761809