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摘要
本实验通过超声搅拌加球磨的方式制备了镀铜石墨烯（GNPs）增强Ti6Al4V（TC4）钛基混合粉体,将粉体压制后采用微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、显微硬度、室温压缩和摩擦磨损等测试手段,研究了石墨烯含量对钛基复合材料微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:各石墨烯含量的钛基复合材料均出现Ti2Cu、TiC相,当石墨烯含量为0.5%时出现GNPs相,且含量越高GNPs相的峰越高。随着石墨烯含量增加,钛基复合材料的相对密度、显微硬度、室温压缩强度和耐磨性先增加后降低,其中石墨烯含量为0.8%时复合材料的性能最好。与未加入石墨烯的Ti6Al4V基体相比,石墨烯含量为0.8%的GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的显微硬度和压缩强度分别提高80.9%、69.9%。GNPs/Ti6Al4V和GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的压缩强度分别比Ti6Al4V基体高33.2%和69.9%。微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的压缩强度分别比真空烧结和热压烧结高41.6%、22.9%。GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损共存。
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