石墨烯增强铝基复合材料的制备及热变形研究

作者:刘芳; 崔力立; 肖菲
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为了探索石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺和热变形行为,0.5wt.%采用湿法混合球磨和真空热压烧结法相结合的方法制备了石墨烯增强铝基复合材料。在场发射扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪进行了微观结构、成分和相分析,并在Gleeble用3800热模拟机对复合材料进行了等温压缩试验,建立了材料的本构方程,分析了其热变形机理。试验结果表明,在粉末冶金法制备的石墨烯增强铝基复合材料在基体和增强相之间没有明显的界面反应,在热变形过程中呈现稳态流变特性,其软化机制主要是动态回复。基于Arrhenius双曲正弦模型建立了该材料的本构方程,计算的应力指数n=5.503765表明该材料的变形机制是合理的。热激活能Q为130.43 kJ/mol,低于其他碳基增强体国家(碳纳米管,碳纤维),表明材料在热变形过程中克服变形阻力所需的能量越低,复合材料的塑性成形就越容易。