石墨烯和碳納米管-銅復(fù)合材料的制備及軋制.pdf

1、石墨烯和碳納米管（CNT）具有優(yōu)異的力學(xué)性能，它們是制備復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。純銅力學(xué)性能較低，用石墨烯和碳納米管作為銅基復(fù)合材料的增強(qiáng)體能顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。此外，軋制可以產(chǎn)生加工硬化，顯著降低材料中縮松、縮孔、氣孔和空隙等組織缺陷，從而提高材料的力學(xué)性能。
　　采用分子水平混合法和熱壓燒結(jié)制備了石墨烯/銅復(fù)合材料，并通過測(cè)試不同燒結(jié)工藝下復(fù)合材料的力學(xué)性能，從中選出了最佳燒結(jié)工藝；同時(shí)利用球磨法和最佳燒結(jié)工藝制備了碳納

2、米管/銅復(fù)合材料。對(duì)兩種復(fù)合材料分別進(jìn)行軋制，研究了不同軋制條件對(duì)兩種復(fù)合材料組織和性能的影響。通過XRD、SEM、TEM等檢測(cè)方法分別研究了軋制前后的應(yīng)力變化、增強(qiáng)相和基體之間的界面結(jié)合狀況、增強(qiáng)相在基體中的形貌。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備復(fù)合材料的最佳燒結(jié)工藝為溫度650℃、保溫時(shí)間30min、燒結(jié)壓力40MPa；氧化石墨烯含量為0.5vol.％，CNT含量為0.5wt.%，燒結(jié)后石墨烯/銅復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)到333MPa；碳

3、納米管/銅復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)到243MPa。軋制結(jié)果表明，軋制之后兩種復(fù)合材料的內(nèi)應(yīng)力變化很大、力學(xué)性能進(jìn)一步提高，并且軋制橫向的抗拉強(qiáng)度明顯高于軋制方向的抗拉強(qiáng)度。石墨烯/銅復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)583MPa、內(nèi)應(yīng)力由壓應(yīng)力(48701MPa)轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力(19571MPa)；碳納米管/銅復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)411MPa、內(nèi)應(yīng)力由43286MPa減小為29400MPa。
　　通過XRD和TEM檢測(cè)了兩種復(fù)合材料的物相