搅拌摩擦加工制备石墨烯/Al复合材料的界面微观结构

作者：傅强; 夏春^*; 黄春平; 柯黎明; 缪宇

来源：中国有色金属学报, 2020, 30(01): 26-32.

• 搅拌摩擦加工
• 石墨烯/Al复合材料
• 界面
• 机械结合
• 扩散
• 反应结合

以纯净石墨烯为原料,采用搅拌摩擦加工法制备石墨烯/Al复合材料,主要通过透射电镜等手段观察分析复合材料石墨烯-Al的两种界面,即石墨烯平面-Al、石墨烯边缘-Al的界面微观结构,并对界面形成机制进行了分析。结果表明:石墨烯平面-Al界面清晰,是典型的机械结合界面;而石墨烯边缘-Al界面存在过渡,且在其附近偶尔还发现Al4C3的分布,此区域主要以扩散结合并可能具有部分反应(扩散+部分反应)的界面形式存在。复合材料的界面形成机制与石墨烯不同位置的C原子活性有关,平面内C原子的大π共轭结构使其高度惰性,形成机械结合界面;而搅拌摩擦加工过程对石墨烯的破坏主要发生在边缘,由于C—C键合被破坏,石墨烯边缘活泼的C原子与Al基通过C—Al原子的相互作用而形成扩散+部分反应的过渡界面。

• 单位
  南昌航空大学; 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室