少層石墨烯增強銅基復合材料制備和性能研究.pdf

1、本文以曼徹斯特大學Geim課題組機械剝離法為基礎，使用高速球磨機和高剪切均質機制備出了少層石墨烯和納米銅粉的復合粉體，采用電火花燒結工藝制備出了少層石墨烯增強的銅基復合材料。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、顯微激光拉曼光譜（RAMAN）手段對復合粉體的相組成、晶體結構以及石墨烯的形貌進行了分析；利用光學顯微鏡(OM)、SEM、TEM手段對復合材料的形貌進行了分析；利用電子材料試驗機對復合材料

2、的壓縮和拉伸性能進行了測試；利用四端法、阿基米德排水法、電化學實驗法和膨脹測試儀分別測得了復合材料的電阻率、密度、腐蝕性能和熱膨脹性能。
　　對復合粉體的XRD分析表明石墨（002）晶面衍射峰消失，說明石墨烯得到了有效的剝離。RAMAN分析表明均質機作用后石墨的SP2結構沒有發(fā)生改變，隨著剝離時間的延長，石墨烯的層數(shù)逐漸降低。SEM分析表明在銅基體中出現(xiàn)了許多透明的石墨烯，而且很多石墨烯發(fā)生了褶皺。TEM分析表明石墨烯與銅粉很好地

3、復合，石墨烯的晶體結構良好，發(fā)現(xiàn)了層數(shù)小于十層的少層石墨烯。
　　OM觀察發(fā)現(xiàn)許多石墨烯嵌在致密的銅基體中，同時發(fā)現(xiàn)復合材料中存在許多銀白色的球狀物。復合材料的SEM分析表明銅基體中隨機地嵌有大量直徑尺寸約為10～20um石墨烯；對銀白色球狀物做能譜分析，發(fā)現(xiàn)球狀物為石墨烯包裹的銅顆粒的團聚物。復合材料的TEM分析表明復合材料中銅顆粒之間被很薄的石墨烯隔開。
　　復合材料的壓縮性能測試表明復合材料的壓縮屈服強度達到476MP