石墨烯具備優(yōu)秀的力學(xué)性能與導(dǎo)電性能,如果將其添加到鋁基體中并有效發(fā)揮其性能,則可以大幅度的提高鋁基體的力學(xué)性能與導(dǎo)電性能,對(duì)于推動(dòng)電力、汽車甚至航天等行業(yè)的發(fā)展都具有極其重大的深遠(yuǎn)意義。目前為止,關(guān)于石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料方面的文獻(xiàn)還相對(duì)甚少,因此有必要研究石墨烯對(duì)鋁基復(fù)合材料的影響。本文采用粉末冶金制備出石墨烯增強(qiáng)的純鋁復(fù)合材料和鋁合金復(fù)合材料,采用正交試驗(yàn)的方法確定了復(fù)合材料的最佳燒結(jié)工藝以及最優(yōu)的石墨烯添加量,進(jìn)一步研究了采用最佳制備工藝合成的不同石墨烯含量的鋁合金復(fù)合材料,研究其拉伸等力學(xué)性能,以及導(dǎo)電性能隨石墨烯含量變化的影響規(guī)律并分析其影響機(jī)理,同時(shí)還研究了去應(yīng)力退火工藝對(duì)鋁合金復(fù)合材料的影響。研究結(jié)果分析如下:石墨烯/純鋁復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和硬度都隨石墨烯含量的增加先降后增,其電導(dǎo)率則隨石墨烯含量的增多先降后增之后又有微小幅度的降低。當(dāng)石墨烯添加量為0.4wt%,燒結(jié)溫度在585℃下保溫4h時(shí)所制備的鋁合金復(fù)合材料的性能最佳。石墨烯增強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料的密度和抗彎強(qiáng)度都是隨著石墨烯含量的增加先增加后減小,在石墨烯含量為0.4%時(shí)達(dá)到最大值,Si和Mg可提高鋁基體與石墨烯之間...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬基復(fù)合材料的制備工藝
        1.2.2 金屬基復(fù)合材料的基體
        1.2.3 金屬基復(fù)合材料的增強(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 石墨烯的制備方法
    1.4 石墨烯增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 石墨烯/鎂復(fù)合材料
        1.4.2 石墨烯/鋁復(fù)合材料
    1.5 論文的選題意義及主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)原材料及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原材料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 球磨工藝
        2.2.2 壓制成型工藝
        2.2.3 燒結(jié)工藝
    2.3 性能測(cè)試與組織結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 抗彎強(qiáng)度測(cè)試
        2.3.2 拉伸性能測(cè)試
        2.3.3 硬度測(cè)試
        2.3.4 密度測(cè)試
        2.3.5 電導(dǎo)率測(cè)試
        2.3.6 X射線衍射分析
        2.3.7 掃描電子顯微鏡分析
        2.3.8 拉曼光譜分析
        2.3.9 差示掃描量熱分析(DSC)
第三章 石墨烯/純鋁復(fù)合材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯/純鋁復(fù)合材料的制備與表征
        3.2.1 原材料的SEM形貌分析
        3.2.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 球磨后混合粉末粒度分析
        3.2.4 球磨后混合粉末與燒結(jié)成品物相分析
        3.2.5 球磨后混合粉末與燒結(jié)成品SEM形貌分析
    3.3 石墨烯/純鋁復(fù)合材料性能研究
        3.3.1 密度測(cè)試
        3.3.2 抗彎性能測(cè)試
        3.3.3 硬度測(cè)試
        3.3.4 電導(dǎo)率測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯/鋁合金復(fù)合材料的制備及性能研究
    4.1 刊言
    4.2 球磨工藝研究分析
    4.3 基于正交試驗(yàn)法的石墨烯/鋁合金復(fù)合材料制備工藝研究
        4.3.1 混合粉末DSC分析
        4.3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.3 正交試驗(yàn)結(jié)果討論
    4.4 石墨烯/鋁合金復(fù)合材料性能研究
        4.4.1 XRD分析
        4.4.2 拉伸曲線分析
        4.4.3 不同石墨烯含量對(duì)復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度的影響
        4.4.4 不同石墨烯含量對(duì)復(fù)合材料延伸率的影響
        4.4.5 拉伸斷口SEM分析
        4.4.6 抗彎性能研究
        4.4.7 硬度分析
        4.4.8 導(dǎo)電性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3807163