RGO-Cu復合材料的制備與性能研究.pdf

1、石墨烯(Gr)具有碳原子sp2雜化軌道組成的單原子層厚的二維晶體結(jié)構(gòu)，其電學、光學、熱學和機械性能優(yōu)異，作為增強相已成功用于金屬基復合材料，特別是對于銅基復合材料。雖然石墨烯能夠提高銅基材料硬度與抗拉強度，但如何改善石墨烯的分散性以及提高基復合材料的伸長率，是目前急需解決的關鍵問題。本文采用復壓復燒方法來制備還原氧化石墨烯/銅復合材料，并結(jié)合超聲分散與濕法球磨技術(shù)提高氧化石墨烯的分散性，探究了氧化石墨烯的添加量對復合材料組織與性能的影響

2、；基于正交實驗優(yōu)化了RGO/Cu復合材料制備工藝，得到以下主要結(jié)論：
　　研究了不同增強相對銅基復合材料微觀組織的影響，結(jié)果表明，RGO的分散性明顯優(yōu)于C、CNT和Gr，因此RGO/Cu復合材料相對密度最高（99.04％），且電導率最大（91.64 IACS%）。增強相的添加提高了復合材料的顯微硬度和抗拉強度（石墨除外），其中RGO/Cu復合材料顯微硬度和抗拉強度均最高，分別為71.2 HV和229.22 MPa，相比于純銅分別提

3、高了23.6%和25.35%，細晶強化和位錯強化是其主要強化機制。而由于銅-碳界面強度較低，導致RGO/Cu復合材料斷后伸長率低于純銅，為66.8%。
　　正交實驗結(jié)果表明，工藝參數(shù)對RGO/Cu復合材料相對密度影響程度的主次順序為：復壓壓力＞初壓壓力＞初燒溫度＞復燒溫度。對RGO/Cu復合材料顯微硬度影響程度的主次順序依次為：初壓壓力＞初燒溫度＞復壓壓力＞復燒溫度。綜合考慮各因素的影響，獲得了0.5 wt.%RGO/Cu復合材料

4、較佳制備工藝參數(shù)：初壓壓力600 MPa，初燒溫度950℃，復壓壓力1000 MPa，復燒溫度600℃，并采用較佳工藝參數(shù)制備RGO/Cu復合材料伸長率達67.98%。
　　探究了GO添加量對復合材料組織與性能的影響，當GO添加量超過0.5 wt.%時，RGO團聚加劇，RGO/Cu復合材料相對密度先增大后減小。0.5 wt.%RGO/Cu復合材料的相對密度最大，為99.4%。Cu-RGO-Cu的界面?zhèn)鲗Р焕陔娮觽鲗В瑢е翿GO/

5、Cu復合材料電導率隨GO添加量的上升而下降，1.0 wt.%RGO/Cu復合材料電導率下降至90.83 IACS%。GO添加量越大，RGO/Cu復合材料的顯微硬度越高，分別為68.4 HV（0.3 wt.%）、71.2 HV（0.5 wt.%）和80.6 HV（1.0 wt.%）。然而Cu-RGO的界面結(jié)合強度低和RGO的團聚導致RGO/Cu復合材料斷裂機制由韌性斷裂(0.3-0.5 wt.%)轉(zhuǎn)變?yōu)榘氪嘈詳嗔?1.0 wt.%)，其抗