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石墨烯增强钛基复合材料研究进展
1
作者 穆啸楠 张洪梅 王宇 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期212-221,229,共11页
非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)具有高比强度、低密度、优异的耐蚀性等诸多特性,在航空航天、国防工业、交通运输等领域具有广泛的应用前景。石墨烯具有良好的本征物理和力学性能,是近年来的二维碳纳米“明星”材料,被视为极具潜力的DR... 非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)具有高比强度、低密度、优异的耐蚀性等诸多特性,在航空航天、国防工业、交通运输等领域具有广泛的应用前景。石墨烯具有良好的本征物理和力学性能,是近年来的二维碳纳米“明星”材料,被视为极具潜力的DRTMCs纳米增强体。国内外研究者聚焦DRTMCs设计与制备,突破了低温快速成型和界面改性等关键技术,初步实现了界面精细调控和微观构型,获得石墨烯在钛基体中的本征增强,制备出强塑性匹配较好的DRTMCs。简要综述近些年来石墨烯增强钛基复合材料的设计方法和制备工艺,探讨界面反应、界面结构、微观构型等关键因素对复合材料力学性能和失效机制的影响规律,并提出石墨烯增强钛基复合材料未来的发展方向。 展开更多
关键词 石墨烯 钛基复合材料 制备方法 界面设计 力学行为
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石墨烯增强钛基复合材料界面调控及强韧化机理研究进展 被引量：4
2
作者 弭光宝 陈航 +1 位作者 李培杰 曹春晓 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期20-35,共16页
高超声速飞行器等航空装备的快速发展对钛合金综合性能及应用水平提出更高要求。采用传统热工艺技术制备钛合金的性能已经接近或达到理论极限。传统技术很难大幅提高钛合金的综合性能,探寻石墨烯技术改性钛合金成为一个重要发展方向。然... 高超声速飞行器等航空装备的快速发展对钛合金综合性能及应用水平提出更高要求。采用传统热工艺技术制备钛合金的性能已经接近或达到理论极限。传统技术很难大幅提高钛合金的综合性能,探寻石墨烯技术改性钛合金成为一个重要发展方向。然而,钛合金中石墨烯的界面反应控制难度大,如何获得具有良好结合强度的石墨烯/钛界面是石墨烯增强钛基复合材料性能提升的基础与关键。本文在分析制约石墨烯增强钛基复合材料发展系列问题基础上,重点介绍石墨烯增强钛基复合材料微观组织、界面特征以及静态/动态力学性能、摩擦磨损、抗氧化性能和石墨烯强韧化机理等方面的研究进展,探讨现阶段解决石墨烯增强钛基复合材料分散均匀性、界面结合性和组织致密性的方案和优缺点,最后指出该类型材料在界面调控、大规模制备和性能稳定性等方面技术面临的挑战,并提出该类型材料发展应与理论计算技术、先进制备技术和特种功能应用相结合,深化界面优化设计和可控制备,拓宽应用领域。 展开更多
关键词 石墨烯增强钛基复合材料 组织和界面 性能 强化机理 制备技术
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镀铜石墨烯增强钛基复合材料的组织及性能研究 被引量：5
3
作者 罗军明 谢娟 +1 位作者 徐吉林 邓莉萍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期22098-22103,共6页
本实验通过超声搅拌加球磨的方式制备了镀铜石墨烯(GNPs)增强Ti6Al4V(TC4)钛基混合粉体,将粉体压制后采用微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、显微硬度、室温压缩和摩擦磨损等测试手段,研... 本实验通过超声搅拌加球磨的方式制备了镀铜石墨烯(GNPs)增强Ti6Al4V(TC4)钛基混合粉体,将粉体压制后采用微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、显微硬度、室温压缩和摩擦磨损等测试手段,研究了石墨烯含量对钛基复合材料微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:各石墨烯含量的钛基复合材料均出现Ti_(2)Cu、TiC相,当石墨烯含量为0.5%时出现GNPs相,且含量越高GNPs相的峰越高。随着石墨烯含量增加,钛基复合材料的相对密度、显微硬度、室温压缩强度和耐磨性先增加后降低,其中石墨烯含量为0.8%时复合材料的性能最好。与未加入石墨烯的Ti6Al4V基体相比,石墨烯含量为0.8%的GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的显微硬度和压缩强度分别提高80.9%、69.9%。GNPs/Ti6Al4V和GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的压缩强度分别比Ti6Al4V基体高33.2%和69.9%。微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的压缩强度分别比真空烧结和热压烧结高41.6%、22.9%。GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损共存。 展开更多
关键词 镀铜石墨烯 钛基复合材料 微波烧结 微观组织 力学性能
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石墨烯增强钛基复合材料的摩擦学性能研究 被引量：13
4
作者 王伟 周海雄 +3 位作者 王庆娟 王成 孙亚玲 邹武 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期26-32,共7页
采用球磨法将不同含量的石墨烯与纯钛粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备石墨烯/Ti基复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究复合粉末混合前后的形貌和物相结构;用显微硬度计、摩擦磨损试验机以及三维白光轮廓仪等... 采用球磨法将不同含量的石墨烯与纯钛粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备石墨烯/Ti基复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究复合粉末混合前后的形貌和物相结构;用显微硬度计、摩擦磨损试验机以及三维白光轮廓仪等分析复合材料的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:干法球磨和放电等离子制备的复合材料组织致密,石墨烯均匀分布在钛基体中,提高基体材料的显微硬度和耐磨性;当石墨烯的质量分数为0.8%时,复合材料硬度值增加到350.3HV,相对纯钛基体提高14.7%;当石墨烯的质量分数为0.6%时,复合材料的磨损体积降低到3.3×107μm3,相对纯钛基体降低19.5%;加入石墨烯对复合材料的摩擦因数影响不明显,摩擦因数为0.474～0.488。 展开更多
关键词 石墨烯 钛基复合材料 摩擦磨损 放电等离子烧结
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粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展
5
作者 李劭鹏 隋晓东 +3 位作者 王美琦 肖山 韩远飞 王向明 《航空材料学报》 北大核心 2025年第1期15-25,共11页
钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳... 钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs材料其他关键力学性能研究。 展开更多
关键词 纳米颗粒增强钛基复合材料 粉末冶金 微观组织 力学性能 强化机理
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钛基石墨烯复合材料的分散性、界面结构及力学性能
6
作者 佘欢 时磊 董安平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期234-241,共8页
石墨烯由于独特的结构和优异的力学、导电、润滑等性能,被认为是理想的金属基复合材料的增强体。将石墨烯作为增强体增强钛基复合材料有着巨大的应用潜力。然而,石墨烯的分散性及其与钛基体的反应是制约获得高性能石墨烯增强钛基复合材... 石墨烯由于独特的结构和优异的力学、导电、润滑等性能,被认为是理想的金属基复合材料的增强体。将石墨烯作为增强体增强钛基复合材料有着巨大的应用潜力。然而,石墨烯的分散性及其与钛基体的反应是制约获得高性能石墨烯增强钛基复合材料的难点。本文综述了钛基石墨烯复合材料的分散性、界面及力学性能的研究进展。钛基石墨烯复合材料通常采用粉末冶金法制备,石墨烯能较均匀地分散于复合材料组织中,但当石墨烯添加量过多时仍会出现团聚现象。石墨烯与钛基体易发生反应生成TiC,通过固化烧结工艺的改进、基体复合化、石墨烯表面改性以及原位自生等方法可以有效地抑制界面反应并提高界面结合力。随着石墨烯含量的增加,钛基石墨烯复合材料的压缩、拉伸强度与硬度一般呈现先增大后减小的趋势。石墨烯增强钛基复合材料的强化机制通常以载荷传递强化为主,但有些情况下由石墨烯引起的位错强化、细晶强化及奥罗万(Orowan)强化效果也较为显著。 展开更多
关键词 石墨烯 钛基复合材料 分散性 界面 强度 强化机制
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MXene-氧化石墨烯改性碳纤维/聚乳酸复合材料制备及其力学性能 被引量：1
7
作者 左红梅 高敏 +2 位作者 阮芳涛 邹梨花 徐珍珍 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期9-15,共7页
为提高聚乳酸(PLA)的力学性能,以碳纤维(CF)为增强体,研究了CF、聚乙烯亚胺(PEI)和MXene-氧化石墨烯(MXene-GO)改性CF对PLA力学性能的影响。首先,通过PEI在CF表面引入活性胺基基团,得到PEI-CF;其次,通过MXene-GO改性CF-PEI;最后,通过双... 为提高聚乳酸(PLA)的力学性能,以碳纤维(CF)为增强体,研究了CF、聚乙烯亚胺(PEI)和MXene-氧化石墨烯(MXene-GO)改性CF对PLA力学性能的影响。首先,通过PEI在CF表面引入活性胺基基团,得到PEI-CF;其次,通过MXene-GO改性CF-PEI;最后,通过双螺杆挤出机和注射成型方法制备了不同CF/PLA复合材料,探究了PEI和不同MXene-GO质量分数改性CF对CF/PLA复合材料力学性能的影响。结果表明:PEI和MXene-GO改性后CF/PLA复合材料的弹性模量得到了改善;由于纤维的长度小于临界增强长度,PEI和MXene-GO改性对CF/PLA复合材料的拉伸强度影响较小;此外,随着MXene-GO的添加及其质量分数的增加,CF-PEI/PLA复合材料拉伸断裂面越来越不平整,PEI-MXene-GO改性后的CF/PLA复合材料断裂面出现断裂碎片。 展开更多
关键词 碳纤维 氧化石墨烯 过渡金属碳/氮化物 纤维表面改性 纤维增强复合材料 聚乳酸
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功能梯度石墨烯增强多孔复合材料阶梯圆柱壳的振动特性
8
作者 徐宏达 王宇 +2 位作者 徐自强 贾小羽 于晓光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期317-326,共10页
对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能... 对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能量表达式。最后,采用Jacobi-Ritz法建立壳体结构的振动控制方程,并求得结构的无量纲频率,验证了方法的有效性和正确性。结果表明,石墨烯质量分数、孔隙系数和边界弹簧刚度值对振动特性的影响显著,层数对振动特性的影响较小,尺寸参数对振动特性的影响不同,并得到了壳体频率随周向波数先减小后增大的变化规律。 展开更多
关键词 石墨烯增强 多孔复合材料 阶梯圆柱壳 一阶剪切变形理论 Jacobi-Ritz法
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石墨烯增强铝基纳米复合材料研究进展 被引量：46
9
作者 燕绍九 陈翔 +7 位作者 洪起虎 王楠 李秀辉 赵双赞 南文争 杨程 张晓艳 戴圣龙 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期57-70,共14页
石墨烯以其优异力学、物理性能以及独特二维结构成为铝基复合材料的理想纳米增强相。金属基纳米复合材料制备技术快速发展,促进了石墨烯增强铝基纳米复合材料在结构和功能材料领域中的广泛研究。石墨烯在铝基体中的分散以及石墨烯/铝的... 石墨烯以其优异力学、物理性能以及独特二维结构成为铝基复合材料的理想纳米增强相。金属基纳米复合材料制备技术快速发展,促进了石墨烯增强铝基纳米复合材料在结构和功能材料领域中的广泛研究。石墨烯在铝基体中的分散以及石墨烯/铝的界面控制问题具有重要科学研究和工程应用价值。重点介绍石墨烯增强铝基纳米复合材料最新研究进展,主要包括石墨烯增强铝基纳米复合材料的分散和冶金成型技术及其结构表征和力学性能研究。实验表明石墨烯能够显著提高铝基体力学性能,但作者认为通过优化工艺参数、改善微观结构和控制结合界面能够进一步优化材料性能。此外,为实现工程应用,还需加强石墨烯增强铝基复合材料的腐蚀性能和热、电性等物理性能研究,并突破材料的低成本、大规模制备技术。本文还基于石墨烯独特二维结构和表面状态,对石墨烯的增强增韧机制进行了深入讨论。 展开更多
关键词 石墨烯 铝基纳米复合材料 制备工艺 力学性能 分散工艺 界面结合 增强机制
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石墨烯增强铝基纳米复合材料的研究 被引量：59
10
作者 燕绍九 杨程 +3 位作者 洪起虎 陈军洲 刘大博 戴圣龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1-6,共6页
采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金。首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度。利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能。结果... 采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金。首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度。利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能。结果表明:石墨烯纳米片均匀分布在铝合金基体中,与基体形成良好的结合界面,且石墨烯纳米片与铝合金基体未发生化学反应,并保留了原始的纳米片结构;铝基烯合金中石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,铝基烯合金的平均屈服强度和抗拉强度分别达到322MPa和454MPa,较未添加石墨烯纳米片的合金分别提高58%和25%,且伸长率略有提高。基于石墨烯纳米片特殊的二维褶皱结构,讨论铝基烯合金的增强增韧行为。 展开更多
关键词 石墨烯纳米片 铝基纳米复合材料 力学性能 增强增韧行为
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石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺、组织与性能研究进展 被引量：10
11
作者 王勇 周吉学 +3 位作者 程开明 吴建华 夏金环 杨院生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期451-457,462,共8页
石墨烯因独特的二维结构与优异的力学性能成为铝基复合材料的理想增强体。随着铝基复合材料制备技术的日益成熟,石墨烯增强铝基复合材料在结构材料的广泛应用已成为研究的热点。综述了石墨烯增强铝基复合材料制备工艺的最新研究进展,重... 石墨烯因独特的二维结构与优异的力学性能成为铝基复合材料的理想增强体。随着铝基复合材料制备技术的日益成熟,石墨烯增强铝基复合材料在结构材料的广泛应用已成为研究的热点。综述了石墨烯增强铝基复合材料制备工艺的最新研究进展,重点讨论了石墨烯有效分散的方法,石墨烯铝基复合材料的组织与界面结构。研究表明,石墨烯能够显著提高复合材料的力学性能,细化基体晶粒。通过合理控制复合材料的制备工艺参数不但能够有效解决石墨烯的团聚问题,而且能避免石墨烯与基体之间界面的不利反应。最后提出了石墨烯增强铝基复合材料研究目前面临的挑战以及解决思路。 展开更多
关键词 石墨烯 铝基复合材料 力学性能 界面强度 分散工艺
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氧化石墨烯增强水泥基复合材料的研究现状及展望 被引量：11
12
作者 徐亦冬 曾鞠庆 +3 位作者 陈伟 毛江鸿 沈建生 胡丹烨 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第23期150-155,共6页
水泥水化进程复杂,所形成的水化产物缺陷较多,因而导致水泥基复合材料的力学性能及耐久性较差,如何对水泥水化行为进行调控成为了研究的热点。氧化石墨烯(GO)是由石墨氧化制备石墨烯的中间产物,因其存在大量的活性基团,在水泥基复合材... 水泥水化进程复杂,所形成的水化产物缺陷较多,因而导致水泥基复合材料的力学性能及耐久性较差,如何对水泥水化行为进行调控成为了研究的热点。氧化石墨烯(GO)是由石墨氧化制备石墨烯的中间产物,因其存在大量的活性基团,在水泥基复合材料领域具有广阔的应用前景。概述了氧化石墨烯的选择及制备,论述了氧化石墨烯增强水泥基复合材料的流变性、微结构、物理力学性能及耐久性,重点阐述了氧化石墨烯对水泥基复合材料水化及性能调控的作用机理,针对当前研究中存在的问题进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 水泥基复合材料 性能调控
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石墨烯增强铝基复合材料制备技术及强化机制研究进展 被引量：6
13
作者 刘文义 胡小会 +2 位作者 李亚鹏 唐玲 张会 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期51-59,共9页
具有二维平面结构和优异综合性能的石墨烯已成为铝基复合材料制备的理想增强体之一。本文主要介绍了液态成形法、粉末成形法和复合加工工艺等三大类石墨烯增强铝基复合材料制备技术。通过对不同类型制备技术的原理分析,结合石墨烯增强... 具有二维平面结构和优异综合性能的石墨烯已成为铝基复合材料制备的理想增强体之一。本文主要介绍了液态成形法、粉末成形法和复合加工工艺等三大类石墨烯增强铝基复合材料制备技术。通过对不同类型制备技术的原理分析,结合石墨烯增强铝基复合材料的四种强化机制,总结出石墨烯增强铝基复合材料的发展方向应以复合材料的基础理论研究、制备技术的突破和大规模的工业化应用为主。 展开更多
关键词 石墨烯 铝基复合材料 制备方法 微观组织 强化机制
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石墨烯/SiO_2杂化材料增强增韧环氧树脂基复合材料 被引量：6
14
作者 李佳铌 俞科静 +3 位作者 钱坤 曹海建 卢雪峰 孙洁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第20期51-55,71,共6页
采用原位接枝法制备得到三维结构的石墨烯/SiO2杂化材料,用透射电镜对杂化材料的表观形貌进行表征,同时对二氧化硅的粒径进行表征。利用环氧树脂固化工艺制备复合材料样条,将不同比例(0.1%、0.3%、0.5%)的杂化材料添加到树脂中制备树脂... 采用原位接枝法制备得到三维结构的石墨烯/SiO2杂化材料,用透射电镜对杂化材料的表观形貌进行表征,同时对二氧化硅的粒径进行表征。利用环氧树脂固化工艺制备复合材料样条,将不同比例(0.1%、0.3%、0.5%)的杂化材料添加到树脂中制备树脂基复合材料,利用万能强力仪测试样条的拉伸性能,利用扫描电镜对样条的断截面进行扫描,研究不同比例的杂化材料对树脂增强增韧效果的影响,并得到最佳的添加比例。再以最佳添加比例将石墨烯、SiO2、杂化材料分别添加到树脂中制备树脂基复合材料,研究不同种类的填料对树脂基复合材料的增强增韧效果。结合拉伸测试结果和断截面扫描结果分析可以得到,杂化材料的添加量为0.3%时,对树脂基复合材料的增强增韧效果最佳;且杂化材料对树脂的增强增韧效果要明显优于单独添加石墨烯和二氧化硅。 展开更多
关键词 石墨烯 SIO2 杂化材料 环氧树脂 复合材料 增强增韧
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非连续增强钛基复合材料的研究现状及应用进展
15
作者 潘宇 况帆 路新 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期175-184,共10页
非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)较钛合金基体具有更高的强度、硬度,优异的耐磨和耐热性能,满足高新技术领域对高性能结构材料的苛刻使用要求,在航空航天、国防军工、汽车制造等领域应用前景广阔。本文针对非连续增强钛基复合材料中基... 非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)较钛合金基体具有更高的强度、硬度,优异的耐磨和耐热性能,满足高新技术领域对高性能结构材料的苛刻使用要求,在航空航天、国防军工、汽车制造等领域应用前景广阔。本文针对非连续增强钛基复合材料中基体与增强相的设计及增强相制备技术进行综述,尤其是新兴的碳纳米材料增强相以及激光增材制造技术对DRTMCs组织、性能的影响,重点总结了DRTMCs的后续热变形、热处理及多元多尺度和仿生结构复合材料设计的研究进展,介绍其工程应用的发展现状,提出了研究中的现存问题及具有潜力的发展方向,对进一步提高钛基复合材料综合性能、加快其产业化应用进程具有重要意义。 展开更多
关键词 钛基复合材料 制备方法 增强相 热加工 强韧化机理
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石墨烯增强铝基复合材料的制备及热变形研究 被引量：3
16
作者 刘芳 崔力立 肖菲 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期9-15,共7页
为了探究石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺及其热变形行为,本文采用湿混球磨结合真空热压烧结法制备了0.5wt.%石墨烯增强铝基复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对其进行微观组织观察、成分和物相分析,用Gleebl... 为了探究石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺及其热变形行为,本文采用湿混球磨结合真空热压烧结法制备了0.5wt.%石墨烯增强铝基复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对其进行微观组织观察、成分和物相分析,用Gleeble 3800热模拟机对复合材料进行等温压缩试验,建立了材料的本构方程并分析其热变形机理。试验结果表明,采用粉末冶金法制备的石墨烯增强铝基复合材料,基体和增强相未发生明显的界面反应,在热变形过程中呈现稳态流变特征,其软化机制以动态回复为主。基于Arrhenius双曲正弦模型建立了该材料的本构方程,计算得到应力指数n=5.503765,表明材料的变形机制为位错攀移;热变激活能Q为130.43 kJ/mol,相比其他的碳基增强体(碳纳米管、碳纤维)更低,表明材料在热变形时克服变形抗力所需要的能量越低,则更易于复合材料的塑性成形加工。 展开更多
关键词 石墨烯增强 铝基复合材料 粉末冶金法 热变形行为 热变激活能
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碳纳米材料增强镁基复合材料界面调控的研究进展
17
作者 王晓军 孙友朋 +4 位作者 李雪健 施海龙 胡小石 徐超 卢振 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第22期42-51,共10页
碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管)具有卓越的机械性能、优异的热力学稳定性和导电性,被认为是金属基复合材料的理想增强体。将碳纳米材料与镁合金复合,能够解决镁合金强度低、硬度低和模量低等问题。然而,由于镁与碳纳米材料不发生化学反... 碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管)具有卓越的机械性能、优异的热力学稳定性和导电性,被认为是金属基复合材料的理想增强体。将碳纳米材料与镁合金复合,能够解决镁合金强度低、硬度低和模量低等问题。然而,由于镁与碳纳米材料不发生化学反应且润湿性能差,导致镁与碳纳米材料增强体的界面强度低,限制了增强体性能的发挥。利用界面调控物质改善复合材料界面结合强度是一种常用的方法。本文主要介绍碳纳米材料增强镁基复合材料的制备方法及界面调节材料的种类,着重讨论界面调节物质添加到复合材料中的方法,界面调节物质分别与增强体和基体的界面结合情况及其改善复合材料界面结合强度的作用机理。 展开更多
关键词 石墨烯 碳纳米管(CNT) 界面调控 镁基复合材料 原位反应 缺陷
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基于碳纳米管/石墨烯界面修饰的碳纤维增强复合材料中力-电耦合关系探究 被引量：2
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作者 苏志强 张晓媛 +4 位作者 赵鑫 李舒婧 韩紫如 刘明杰 王敏 《长春工业大学学报》 CAS 2022年第4期354-359,共6页
碳纤维和树脂基体的界面性能直接决定了复合材料的应用表现。通过电化学沉积法将碳纳米管和石墨烯接枝在碳纤维表面,模拟生物体的神经网络结构形成多尺度的三维碳材料网络。随后对碳纤维复合层压板的力学和电学性能进行测试,研究发现,... 碳纤维和树脂基体的界面性能直接决定了复合材料的应用表现。通过电化学沉积法将碳纳米管和石墨烯接枝在碳纤维表面,模拟生物体的神经网络结构形成多尺度的三维碳材料网络。随后对碳纤维复合层压板的力学和电学性能进行测试,研究发现,改性后的界面增强了碳材料与树脂基材的接触面积,有效提高了碳纤维和树脂间的界面结合力。此外,复合材料的电阻随着碳纳米管/石墨烯质量分数的增加而不断减小,并且拉伸后复合材料的电阻率比拉伸前增大,表明层压板的电阻与其表面结构存在直接关系。该研究为拓展酚醛树脂复合材料的功能化和力-电耦合应用领域提供了新思路。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 碳纳米管 石墨烯 电化学沉积 力-电耦合
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石墨烯增强铝基复合材料的热变形本构方程研究
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作者 郭广思 王亮 +1 位作者 杜晓明 李宁 《沈阳理工大学学报》 CAS 2023年第1期68-72,84,共6页
采用热模拟实验机对石墨烯增强7075铝合金复合材料进行高温热压缩实验,变形温度为300~450℃、应变速率为0.001~1 s^(-1),分析其在不同应变速率及温度条件下的高温流变应力特征,并以实验数据为基础,通过函数拟合确定包含应变、应变速率... 采用热模拟实验机对石墨烯增强7075铝合金复合材料进行高温热压缩实验,变形温度为300~450℃、应变速率为0.001~1 s^(-1),分析其在不同应变速率及温度条件下的高温流变应力特征,并以实验数据为基础,通过函数拟合确定包含应变、应变速率和温度等变形参数的双曲正弦本构方程。研究结果表明:铝基复合材料热压缩变形时流变应力随应变增加迅速增大,达到峰值应力后略有下降且出现锯齿状波动;给出的双曲正弦本构方程可以较好地描述流变应力与应变、应变速率及温度之间的关系,计算值与实验值吻合良好。 展开更多
关键词 石墨烯 铝基复合材料 热压缩变形 本构方程
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石墨烯基锆钛复合材料改性棉织物的制备及其远红外发射性能 被引量：4
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作者 易领 张何 +1 位作者 傅昕 李雯 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期102-109,共8页
为进一步提高石墨烯基纳米复合材料的远红外发射特性,通过一步水热法利用锆钛氧化物对氧化石墨烯进行纳米复合改性,制备了二氧化锆/二氧化钛/还原型氧化石墨烯(ZrO 2/TiO 2-rGO)纳米复合材料。以水溶性聚氨酯为黏合助剂将ZrO 2/TiO 2-rG... 为进一步提高石墨烯基纳米复合材料的远红外发射特性,通过一步水热法利用锆钛氧化物对氧化石墨烯进行纳米复合改性,制备了二氧化锆/二氧化钛/还原型氧化石墨烯(ZrO 2/TiO 2-rGO)纳米复合材料。以水溶性聚氨酯为黏合助剂将ZrO 2/TiO 2-rGO与纺织品相结合,制备出具有远红外发射性能的棉织物。借助扫描电子显微镜和傅里叶红外分析光谱对制备的ZrO 2/TiO 2-rGO复合材料表观形态和内部结构进行表征;通过远红外发射率和红外热成像技术表征了改性棉织物的远红外发射性能。结果表明:在温度为120℃,时间为4 h,氧化石墨烯、二氧化钛、氧氯化锆质量比为5∶3∶2的合成条件下整理棉织物时,其远红外发射率较未整理棉织物高出约2.5%;这种方法可有效减少石墨烯含量,且远红外发射性能优良。 展开更多
关键词 棉织物功能整理 水热法 氧化石墨烯 锆钛氧化物 复合材料 水溶性聚氨酯 远红外发射率
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