為獲得高性能石墨烯/鈦復(fù)合材料，石墨烯在鈦（Ti）中的化學(xué)穩(wěn)定性是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。為了克服這個(gè)問題，這里采用選擇性激光熔化（SLM）工藝，該方法具有快速加熱和冷卻的特性，構(gòu)建了石墨烯納米片（GNS）增強(qiáng)的Ti-6Al-4V基復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，該SLMed復(fù)合材料具有超高的拉伸強(qiáng)度（1526 MPa）和高的楊氏模量（145 GPa），相較于用相同粉末混合物制成的火花等離子燒結(jié)復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度和楊氏模量分別高73％和26％。研究發(fā)現(xiàn)，局部反應(yīng)的GNS和原位形成的超細(xì)TiC顆粒，共同促使SLMed GNSs/Ti復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能?；谖⒂^結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化模型，對可能的機(jī)制進(jìn)行了深入討論。這些結(jié)果為構(gòu)建超強(qiáng)鈦基復(fù)合材料鋪平了道路。
Figure 1. （a）GNS/Ti64復(fù)合材料的制備示意圖。（b）GNSs的SEM。（c）GNS的TEM形態(tài)。（d）Ti64粉末的形貌。（e）混合的0.5 wt.％GNSs /Ti64粉末的形貌。（f）SLMed GNS/Ti64復(fù)合材料的外觀。
Figure 2.所制備樣品的（a）XRD圖和（b）拉曼光譜。
Figure 3. SLMed GNS/Ti64樣品在不同的視圖中的SEM和BSE：（a-c）X-Y視圖。（d-f）Y-Z視圖和（g-e）Z-X視圖。
Figure 4. 選定區(qū)域離子切割的TEM圖：（a）明場像。（b）圖（a）中選區(qū)的放大倍率明亮圖像。（c）圖（b）中的HAADF放大圖像。和（d-f）分別為Ti，C和V元素的EDS圖。
Figure 5. 制成的0.5 wt.％GNSs/Ti64和Ti64合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
該研究工作由西北工業(yè)大學(xué)B. Chen課題組于2020年發(fā)表在Carbon期刊上。原文：Super-high-strength graphene/titanium composites fabricated by selective laser melting。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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