-石墨烯-SiC矩阵复合材料的微观结构和性能在摩擦处理后
Chen Wang1, Xianyong Zhu1,2, Yuexiang Fan1
1School of Mechanical and Aerospace Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|March 13, 2024
概括
这项研究通过使用石墨烯纳米板和碳化来增强金属矩阵复合材料. 混合增强显著提高机械强度,硬度和耐磨性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 传统的陶颗粒增强矩阵复合材料 (AMC) 面临着在提高机械性能,同时最大限度地减少有害相的挑战.
- 石墨烯纳米板 (GNS) 由于其特殊的特性,具有加强AMC的潜力.
研究的目的:
- 研究石墨烯纳米板 (GNS) 和混合增强 (GNS与SiC) 对Al 1060的微观结构和机械性能的影响.
- 评估转速球磨 (SSBM) 和摩擦处理 (FSP) 在制造这些先进复合材料中的潜力.
主要方法:
- (Al 1060) 矩阵复合材料用GNS和GNS和20%SiC的混合体进行了增强.
- 通过转速球磨 (SSBM) 实现了合成,然后通过两通摩擦处理 (FSP) 进行制造.
- 使用SEM,EDS和XRD分析了微结构,元素和相位组成; 评估了机械性能 (硬度,磨损,抗拉强度).
主要成果:
- 在Al矩阵中,GNS和SiC均分布,增强了机械性能.
- 最大抗拉强度达到大约171.3MPa与混合增强.
- 硬度随着GNS和混合增强显著增加,SiC进一步提高了硬度.
- 摩擦系数随着GNS增强而下降,并且由于GNS自滑和更好的承载能力,与混合增强 (0.41) 最低,这是由于GNS自滑和更好的承载能力.
结论:
- 用GNS和SiC对Al 1060的混合增强有效地改善了机械和tribological性能.
- 加强机制包括热不匹配,谷物精炼和Orowan循环.
- 开发的SSBM和FSP方法适合制造高性能GNS增强AMC.
