搅拌摩擦加工制备GNPs/Al复合材料的微观结构与力学性能

作者：缪宇; 夏春; 黄春平; 柯黎明; 傅强

来源：稀有金属材料与工程, 2020, 49(12): 4329-4335.

• GNPs/Al复合材料
• 搅拌摩擦加工
• 微观结构
• 力学性能
• 增强机理

以纯铝为基体,利用搅拌摩擦加工(FSP)制备GNPs/Al复合材料,研究了复合材料基体组织、增强相与界面的微观结构与力学性能,探讨了其增强机理。结果表明,添加GNPs并经FSP后复合材料基体晶粒得到明显细化且晶界由小角度为主转变为大角度为主;FSP制备过程致使GNPs片层一定程度剥离的同时,较大片径的GNPs被破碎而形成众多边缘缺陷,使其易发生Al-C原子扩散,结果在GNPs边缘与基体形成界面过渡;GNPs加入量约1.8vol%时,复合材料的屈服强度和抗拉强度达到73和147MPa,较同等条件FSP的基体分别提高了92.1%和79.3%,理论计算界面载荷传递、Orowan和细晶强化依次是复合材料的主要增强机制;随着GNPs加入量的增加,复合材料屈服强度实验值与理论值的增长趋势一致,且偏差也略有提高,但可能因GNPs在复合材料中的杂乱排布,界面载荷传递强化不能充分发挥,实际的复合材料屈服强度与理论值尚有差距。

• 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