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《還原氧化石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S151301154分類號(hào)TB331密級(jí)公開碩士學(xué)位論文還原氧化石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及性能研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名曾祥培養(yǎng)單位材料科學(xué)與工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱滕杰教授學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程研究方向鋁合金、鎂合金及金屬基復(fù)合材料論文提交日期2018年05月30日學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S151301154密級(jí)：公開湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文還原氧化石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及性能研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名：曾祥導(dǎo)師姓名及職稱：滕杰教授培養(yǎng)單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)名稱：材料科學(xué)與工程論文提交日期：2018年5月30日論文答辯日期：2018年5月30日答辯委員會(huì)主席：
2、張福全教授FabricationandpropertiesofaluminiummatrixcompositesreinforcedwithreducedgrapheneoxidebyZENGXIANGB.E.（NanchangUniversity）2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMaterialsScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySuperviso
3、rProfessorTengJieMay,2018還原氧化石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及性能研究摘要石墨烯因具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)等性能，被認(rèn)為是金屬基復(fù)合材料理想的增強(qiáng)相。為了研究石墨烯在制備鋁基復(fù)合材料方面的應(yīng)用，本論文提出了一種新的石墨烯分散工藝－溶液混合法，并結(jié)合粉末冶金工藝制備了還原氧化石墨烯/鋁基復(fù)合材料。通過拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試了石墨烯/鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能，并分析了石墨烯的增強(qiáng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，制備出了石墨烯/碳化硅混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，并采用球盤式摩擦試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的摩擦磨損性能，研究了石墨烯含量與外加載荷對(duì)鋁基復(fù)合材料耐磨性的
4、影響規(guī)律，揭示了復(fù)合材料的磨損機(jī)理。采用氧化還原法制備的石墨烯層數(shù)較少，結(jié)構(gòu)完整。通過溶液混合法，可獲得石墨烯與純鋁粉末、以及與碳化硅顆粒和鋁合金粉末的均勻混合，并最終實(shí)現(xiàn)石墨烯在鋁基復(fù)合材料基體中的均勻分布。石墨烯/鋁基復(fù)合材料的力學(xué)研究結(jié)果表明：石墨烯材料的加入能夠顯著提高復(fù)合材料的硬度和強(qiáng)度。當(dāng)石墨烯含量為0.3wt.%時(shí)，石墨烯/鋁基復(fù)合材料的極限抗拉強(qiáng)度和硬度達(dá)到最大值，分別為255MPa，74.3±2.9（HV），延伸率為19.2%；當(dāng)石墨烯含量繼續(xù)增加至0.6wt.%時(shí)，抗拉強(qiáng)度和硬度稍有降低，延伸率也降至13.2%。通過分析石墨烯/鋁基復(fù)合材料的微觀組織，細(xì)晶強(qiáng)化
5、和位錯(cuò)強(qiáng)化是石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的主要強(qiáng)化機(jī)制。石墨烯/碳化硅混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的硬度測(cè)試結(jié)果表明：其硬度要高于單一碳化硅增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，而且復(fù)合材料的顯微硬度隨石墨烯含量的增加先增加后降低，石墨烯含量為0.3wt.%的復(fù)合材料硬度值最高，為72.8±2.8(HV)。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著載荷的增加，石墨烯/碳化硅混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的摩擦系數(shù)先降低，后升高；磨損率隨載荷增加而增大；和單一碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料相比，混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的磨損率更低，臨界載荷也更大。石墨烯含量為0.5wt.%的復(fù)合材料在1-3.2N條件下摩擦系數(shù)穩(wěn)定，磨損率低。但當(dāng)石墨烯含量增加至0.
6、7wt.%時(shí)，復(fù)合材料在2.5N時(shí)磨損率急劇增加，和碳化硅/鋁基復(fù)合材料一樣出現(xiàn)臨界載荷。結(jié)合磨損表面形貌分析，在1-3.2N載荷條件下，單一碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理以剝層磨損為主，石墨烯/碳化硅混雜增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理在低載荷下是以磨粒磨損和粘著磨損為主，在高載荷下以剝層磨損為主。關(guān)鍵詞：石墨烯；鋁基復(fù)合材料；力學(xué)性能；摩擦磨損；粉末冶金II碩士學(xué)位論文AbstractGraphenehasprovedtobeapromisingreinforcingphaseofmetalmatrixcompositesduetoitsuniquestructureandex
7、cellentmechanical,thermalproperties.Inthispaper,inordertoinvestigatetheapplicationofgrapheneinreinforcingaluminummatrixcomposites,weintroducedanovelmethod,solution-mixing,todistributegrapheneintotheAlmatrix.Combinedwithpowdermetallurgyandhote
