0.5%石墨烯增強鋁基復合材料的熱變形行為

婁淑梅，郭廣鑫,劉永強，張蘋蘋

(山東科技大學機械電子工程學院，泰安 271000)

0 引 言

鋁基復合材料具有強度高,耐磨性、導熱性好,尺寸穩定性良好等優點[1]，彌補了普通鋁合金在強度、導熱性方面的不足，廣泛應用于航空航天領域。玻璃纖維，SiC、Al2O3顆粒，碳質增強體等是鋁基復合材料中常用的增強體，其中碳質增強體[2-3]在強度、剛度、導熱性、尺寸穩定性方面均優于其他3種增強體，因此碳質增強體復合材料能更好地在超高速、超真空、高熱障、強電等惡劣環境中服役[4-6]。

在碳質增強體中，石墨烯因具有極高的抗變形能力(彈性模量為1 TPa)[7]、高的抗拉強度(125 GPa)[8]、優異的熱傳導性能(導熱系數5 000 W·m-1·K-1)[9]和高的電子遷移率(200 000 cm2·V-1·s-1)[10]而成為金屬基復合材料增強體的優選材料。目前，石墨烯增強鋁基復合材料的相關研究較多,但大部分研究集中在石墨烯增強鋁基復合材料的制備和力學性能上[10-13]，關于其熱變形行為的研究較少。

研究表明，準靜態條件下，添加質量分數0.5%石墨烯的鋁基復合材料的性能較優[11，13]。因此，作者采用真空熱壓燒結方法制備了質量分數0.5%石墨烯增強鋁基復合材料，利用Gleeble-3500熱模擬試驗機，對復合材料坯料進行準靜態壓縮試驗，研究了復合材料的熱變形行為，為擠壓工藝參數的選擇提供參考。

1 試樣制備與試驗方法

試驗原料包括山東司太立金屬材料有限公司生產的純鋁粉，粒徑約為30 μm;青島華高墨稀能源有限公司生產的石墨烯納米片，比表面積約為400 m2·g-1，層數為35層，粒徑為0.15.0 μm。采用球磨工藝制備0.5%(質量分數，下同)石墨烯/純鋁復合粉體，球磨轉速為300 r·min-1，時間為6 h，球料質量比為5…1。