The invention provides a graphene and silicon carbide hybrid reinforced aluminium matrix composite material and a preparation method thereof, including an aluminium matrix and a reinforcing phase, wherein the reinforcing phase is composed of silicon carbide and graphene, the particle size of the aluminium matrix is 10 micron, the particle size of the silicon carbide is 100 nanometer 1 micron, the diameter of the graphene is 5 10 micron, and the thickness is 3 10 nanometer. The invention can realize graphene sheet coated with silicon carbide particles by high energy ball milling for a long time, improve the interfacial wettability between silicon carbide particles and aluminium matrix, and solve the problem of difficult dispersion of reinforcing phase in aluminium alloy matrix. When the nano-hybrid reinforcement with high toughness and hardness is the same, it can play a synergistic role in strengthening and toughening when it is added to the aluminum matrix. The whole preparation process is simple and feasible, and can realize large-scale production.
【技术实现步骤摘要】
石墨烯和碳化硅混杂增强铝基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及纳米相增强铝基复合材料及其制备
,特别涉及一种石墨烯和碳化硅混杂增强铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
铝基复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、可设计性强、加工成型工艺简单和开发成本低廉的特点,广泛应用于航天、航空、武器装备和汽车等工业领域,以满足轻质、高性能的需求。目前,铝基复合材料的增强体主要分为连续纤维增强体和非连续纤维增强体(包括颗粒、短纤维、晶须等)。其中以颗粒增强铝基复合材料的制备、成型研究最多,工程应用范围最广,技术成熟度最高。但由于在铝基体中引入了硬质增强颗粒而导致铝基体的韧性急剧下降,仍无法满足高强韧性要求的应用领域。增强体的尺度、形状和种类对金属基复合材料的性能具有重要的影响,多尺度、多种类混杂增强铝基复合材料较单一尺度、单一物相增强的铝基复合材料性能更加优良、均衡。特别是由于产生混杂效应将明显提高或改善原单一增强材料的某些性能,获得综合性能良好的复合材料,是一种新的复合材料设计与制备理念,有望在解决现阶段金属基复合材料中的性能瓶颈上取得突破。石墨烯是目前所发现最强韧的二维材料,其弹性模量达到1000GPa,抗拉强度达到125GPa,是结构钢的100倍,而密度却是结构钢的1/5。石墨烯被视为轻量化结构复合材料的理想增强和增韧材料。本专利技术综合利用碳化硅颗粒高强度、高模量的特性和石墨烯的高强度、高韧性的特性来进一步提高铝基复合材料性能,同时也是对发展高性能复合材料先进制备技术的有益探索。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯和碳化硅混杂增强铝基复合材料及其 ...
【技术保护点】
1.一种石墨烯和碳化硅混杂增强铝基复合材料,其特征在于,包括铝基体和增强相,其中,所述增强相由碳化硅和石墨烯组成,所述铝基体的粒径为10‑15μm、所述碳化硅的粒径为100nm‑1μm、所述石墨烯的直径为5‑10μm、厚度为3‑10nm。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯和碳化硅混杂增强铝基复合材料,其特征在于,包括铝基体和增强相,其中,所述增强相由碳化硅和石墨烯组成,所述铝基体的粒径为10-15μm、所述碳化硅的粒径为100nm-1μm、所述石墨烯的直径为5-10μm、厚度为3-10nm。2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,将所述铝基体、所述碳化硅和所述石墨烯的总质量分数计为100%,其中所述铝基体的质量分数为97-99.5wt%,所述碳化硅的质量分数为0.25-2.0wt%,所述石墨烯的质量分数为0.25-1.0wt%。3.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述铝基体为铝锌镁铜系中的任意一种。4.制备权利要求1~3任一项所述的复合材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将准备好的碳化硅和石墨烯混合得到增强相,然后将增强相与准备好的铝基体混合得到生产该复合材料所需的原料,将所述原料进行高能球磨,得到混合均匀的混合粉体;2)将步骤1)制得的混合粉体进行真空热压烧结,工艺参数为:真空度为1×10-4Pa-1×10-5Pa,热压温度为600-630℃,热压压力为100-200M...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜晓明,郑凯峰,赵彤,刘凤国,齐浩天,
申请(专利权)人:沈阳理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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