石墨烯添加量对铜基复合材料性能的影响

编号：CPJS06553

篇名：石墨烯添加量对铜基复合材料性能的影响

作者：李秀辉 燕绍九 洪起虎 赵双赞 陈翔

关键词： 石墨烯 铜基复合材料 一步化学还原 力学性能 界面结合

机构： 中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心

摘要： 采用一步化学还原法结合放电等离子烧结工艺制备石墨烯增强铜基复合材料,利用XRD、SEM、拉曼光谱、拉伸试验机、纳米压痕仪、涡流电导率仪等研究石墨烯含量对复合材料微观组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:石墨烯在复合材料基体中均匀分布,石墨烯的添加能显著增强铜基体的力学性能。与纯铜相比,添加0.025%(质量分数)的氧化石墨烯,可使其屈服强度提高219.8%,抗拉强度提高35.9%,弹性模量提高6.9%,此外,其导电率仍有93.1% IACS。随着石墨烯含量的增加,复合材料的屈服强度、抗拉强度及弹性模量均有所下降,这是因为高石墨烯含量复合粉体中部分石墨烯纳米片未能被铜颗粒包覆,其与铜基体界面结合强度低,石墨烯的剪切应力转移强化效果降低。