搅拌摩擦加工制备石墨烯和碳纳米管增强Al6061-SiC复合材料的显微组织演变及表面性能

编号：NMJS07408

篇名：搅拌摩擦加工制备石墨烯和碳纳米管增强Al6061-SiC复合材料的显微组织演变及表面性能

作者：Abhishek SHARMA Vyas Mani SHARMA Jinu PAUL

关键词： 搅拌摩擦加工 石墨烯 碳纳米管 复合材料 磨损

机构： Department of Mechanical Engineering

摘要： 对比研究多壁碳纳米管(CNT)和石墨烯纳米片(GNP)对Al-SiC基复合材料表面性能的影响,用搅拌摩擦法分别制备Al-SiC-CNT和Al-SiC-GNP复合材料。显微组织表征表明,与CNTs相比,GNPs在铝基体中的分散更加均匀。此外,还观察到SiC和GNP颗粒对位错的阻碍以及基体与增强材料之间的无缺陷界面。纳米压痕结果表明,与Al6061合金相比,Al-SiC-GNP和Al-SiC-CNT复合材料的表面纳米硬度分别显著提高约207%和27%,显微硬度分别提高了约36%和17%。摩擦学分析表明,Al-SiC-GNP复合材料的比磨损率降低约56%,而Al-SiC-CNT复合材料的比磨损率提高约122%。Al-SiC-GNP复合材料的高强度是由于在SiC存在下,GNPs会机械剥离成几层石墨烯(FLG)。此外,热失配、晶粒细化和Orowan循环等多种机制对复合材料的增强也有重要作用。而摩擦性能提升的主要原因是其表面挤出的GNP形成摩擦层,拉曼光谱和其他表征方法证实这一结果。