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《Intermetallics》李冬梅等工作：石墨烯增強非晶復(fù)合材料 實現(xiàn)強度-塑性協(xié)同。

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2024-02-21  瀏覽次數(shù)：3354
大塊非晶合金(BMG)具有高強度、高彈性極限、高硬度和耐腐蝕等優(yōu)良性能而受到廣泛關(guān)注和研究。然而，BMG的室溫塑性不足阻礙了其作為一種有前景的結(jié)構(gòu)和工程材料的廣泛應(yīng)用。因此，在不影響強度的前提下提高BMG的延展性并獲得優(yōu)異的力學(xué)性能是其應(yīng)用的必要條件。引入第二相調(diào)節(jié)剪切帶的行為，已被證明是提高BMG塑性的有效方法。石墨烯被認(rèn)為是一種很有前途的結(jié)構(gòu)和功能材料，憑借其超高的強度和高韌性在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。研究證明，石墨烯的引入可以有效調(diào)控非晶基復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能。然而，對BMG/C(n)復(fù)合材料力學(xué)性能的相關(guān)研究鮮有報道。

重慶師范大學(xué)李冬梅教授課題組設(shè)計了一個帶有儲粉袋的模具，成功地制備了具有均勻微米級分布的BMG/C(n)復(fù)合材料。相關(guān)研究結(jié)果以“Enhancement of strength-plasticity synergy in a graphene metallic glass composite”為題在Intermetallics上發(fā)表。

研究人員采用吸鑄法制備了大塊非晶合金/石墨烯復(fù)合材料[BMG/C(n), (Zr60Ni20Al20)100-x(C(n))x(x=5,10,15)]。研究了不同Gr含量的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征、力學(xué)性能和腐蝕行為，并對復(fù)合材料的強度、塑性和應(yīng)變硬化性能的顯著增強機(jī)理進(jìn)行了評價。為獲得性能優(yōu)良的金屬玻璃基復(fù)合材料提供了有益的參考。結(jié)果表明，該方法制備的復(fù)合材料具有雙相結(jié)構(gòu)，并結(jié)合了石墨烯和非晶合金的優(yōu)異性能。力學(xué)性能測試結(jié)果表明，增加石墨烯含量可顯著提高復(fù)合材料的塑性和硬度，且不影響B(tài)MG基體的高強度。添加15%的石墨烯時，BMG/C(n)復(fù)合材料的塑性比基體提高了約7倍，同時保持了2.25GPa的高強度。石墨烯在BMG基體中分散良好，隨著石墨烯含量的增加，BMG基體的塑性和硬度顯著增加，同時保持較高的斷裂強度。該研究為制備具有優(yōu)異強度塑性協(xié)同性能的BMG復(fù)合材料提供了一條可行的途徑。



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