石墨烯-鎳復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、納米材料與眾不同的結(jié)構(gòu)特征使其具有一系列優(yōu)良的特性，自問(wèn)世以來(lái)受到研究者的廣泛關(guān)注。在已研究的多種納米晶材料中，納米晶體鎳及其復(fù)合材料是研究的重要方向之一，主要集中在電沉積工藝、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及變形機(jī)理等方面。然而納米結(jié)構(gòu)與耐蝕性間關(guān)系較為復(fù)雜，腐蝕環(huán)境、晶粒尺度、組織結(jié)構(gòu)都有不同的影響，尤其納米晶鎳熱穩(wěn)定性直接與性能及應(yīng)用相關(guān)聯(lián)。鎳基復(fù)合材料由于其高強(qiáng)度、優(yōu)異的耐蝕性和耐磨性在汽車、航空領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。通常采用纖維或SiC等顆

2、粒作為第二相粒子來(lái)提高它的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性等。石墨烯作為第二相粒子有望進(jìn)一步提高其硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能以及耐蝕性、耐磨性。
　　直流電沉積法是制備納米晶鎳和石墨烯/鎳復(fù)合材料的一個(gè)很有效、經(jīng)濟(jì)的方法。本文通過(guò)直流電沉積法制備納米晶鎳以及石墨烯/鎳基復(fù)合材料，分析退火后的納米晶鎳的穩(wěn)定性，并在不同腐蝕介質(zhì)中研究其耐蝕性能，并考察電流密度、石墨烯含量對(duì)石墨烯/鎳基復(fù)合材料顯微硬度、耐磨性、耐蝕性、拉伸性能的影響規(guī)律，并探討石墨烯的引

3、入對(duì)納米晶鎳熱穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn):(1)未退火納米晶鎳的晶粒尺度為9.727nm，經(jīng)200℃和300℃退火處理后，其晶粒尺度分別為12.563nm和19.246nm。表明200℃退火對(duì)晶粒尺度影響不大，主要起到了消除內(nèi)應(yīng)力的作用，而退火溫度達(dá)300℃時(shí)，除消內(nèi)應(yīng)力外，還可以提高材料的致密度;(2)電沉積納米晶鎳在NaOH和NaCl腐蝕液中的耐蝕性能不同，Cl-對(duì)納米晶鎳的腐蝕性遠(yuǎn)高于OH-腐蝕;低溫退火處理有利于改善抗高濃度NaOH

4、和NaCl腐蝕液腐蝕的能力;(3)電沉積納米晶鎳在NaCl腐蝕液中，經(jīng)200℃、300℃退火后，由于內(nèi)應(yīng)力的消除以及致密性的增加，納米晶鎳抗NaCl腐蝕液腐蝕的能力得到了提高。較NaCl溶液相比，退火處理對(duì)于電沉積納米晶鎳在NaOH腐蝕液中的腐蝕影響不敏感。
　　對(duì)石墨烯/鎳復(fù)合材料的研究，得出了如下結(jié)論:(1)通過(guò)直流電沉積法制備得到石墨烯/鎳復(fù)合材料，然后通過(guò)Raman、XRD檢測(cè)證明GO在電沉積的過(guò)程中還原成石墨烯;(2)石