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《Intermetallics》李冬梅等工作：石墨烯增強非晶復合材料 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)：3358
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構和工程材料的廣泛應用。因此，在不影響強度的前提下提高BMG的延展性并獲得優(yōu)異的力學性能是其應用的必要條件。引入第二相調節(jié)剪切帶的行為，已被證明是提高BMG塑性的有效方法。石墨烯被認為是一種很有前途的結構和功能材料，憑借其超高的強度和高韌性在許多領域得到應用。研究證明，石墨烯的引入可以有效調控非晶基復合材料的微觀結構和性能。然而，對BMG/C(n)復合材料力學性能的相關研究鮮有報道。

重慶師范大學李冬梅教授課題組設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)復合材料。相關研究結果以“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含量的復合材料的結構特征、力學性能和腐蝕行為，并對復合材料的強度、塑性和應變硬化性能的顯著增強機理進行了評價。為獲得性能優(yōu)良的金屬玻璃基復合材料提供了有益的參考。結果表明，該方法制備的復合材料具有雙相結構，并結合了石墨烯和非晶合金的優(yōu)異性能。力學性能測試結果表明，增加石墨烯含量可顯著提高復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復合材料提供了一條可行的途徑。



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