Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chế tạo các hợp kim graphene/aluminium (Al) phân tán đồng nhất bằng phương pháp trộn dung dịch và luyện kim bột
Tóm tắt
Các hợp kim có matrice nhôm (Al) gia cường bởi graphene đã được chuẩn bị thành công thông qua phương pháp trộn dung dịch và luyện kim bột trong nghiên cứu này. Tính chất cơ học của các hợp kim được nghiên cứu thông qua các thí nghiệm độ cứng vi mô và độ bền kéo. So với hợp kim nhôm nguyên chất, các hợp kim graphene/Al cho thấy độ bền và độ cứng tăng lên. Độ bền kéo đạt được là 255 MPa cho hợp kim graphene/Al với chỉ 0,3wt% graphene, tương ứng với sự tăng 25% so với độ bền kéo của matrice nhôm nguyên chất. Phổ Raman, phổ hồng ngoại biến đổi Fourier, kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi điện tử truyền qua đã được sử dụng để nghiên cứu các hình thái, thành phần hóa học và cấu trúc vi mô của graphene và các hợp kim graphene/Al. Dựa trên bằng chứng về sự đứt gãy, một cơ chế đứt gãy liên quan được đề xuất.
Từ khóa
#graphene #hợp kim nhôm #tính chất cơ học #luyện kim bột #trộn dung dịchTài liệu tham khảo
Y. Li, Y.H. Zhao, V. Ortalan, W. Liu, Z.H. Zhang, R.G. Vogt, N.D. Browning, E.J. Lavernia, and J.M. Schoenung, Investigation of aluminum-based nanocomposites with ultra-high strength, Mater. Sci. Eng. A, 527(2009), No. 1-2, p. 305.
O. El-Kady and A. Fathy, Effect of SiC particle size on the physical and mechanical properties of extruded Al matrix nanocomposites, Mater. Des., 54(2014), p. 348.
T. Sornakumar and M. Kathiresan, Machining studies of die cast aluminum alloy–silicon carbide composites, Int. J. Miner. Metall. Mater., 17(2010), No. 5, p. 648.
A. Atrian, G.H. Majzoobi, M.H. Enayati, and H. Bakhtiari, Mechanical and microstructural characterization of Al7075/SiC nanocomposites fabricated by dynamic compaction, Int. J. Miner. Metall. Mater., 21(2014), No. 3, p. 295.
N. Valibeygloo, R.A. Khosroshahi, and R.T. Mousavian, Microstructural and mechanical properties of Al–4.5wt% Cu reinforced with alumina nanocomposites by stir casting method, Int. J. Miner. Metall. Mater., 20(2013), No. 10, p. 978.
M. Karbalaei Akbari, H.R. Baharvandi, and O. Mirzaee, Fabrication of nano-sized Al2O3 reinforced casting aluminum composite focusing on preparation process of reinforcement powders and evaluation of its properties, Composites Part B, 55(2013), p. 426.
D. Jeyasimman, S. Sivasankaran, K. Sivaprasad, R. Narayanasamy, and R.S. Kambali, An investigation of the synthesis, consolidation and mechanical behaviour of Al 6061 nanocomposites reinforced by TiC via mechanical alloying, Mater. Des., 57(2014), p. 394.
M.F.L.D. Volder, Sameh H. Tawfick, R.H. Baughman, and A.J. Hart, Carbon nanotubes: present and future commercial applications, Science, 339(2013), p. 535.
J. Teng, X. Zeng, X. Xu, and J.G. Yu, Assembly of a novel porous 3D graphene oxide-starch architecture by a facile hydrothermal method and its adsorption properties toward metal ions, Mater. Lett. 214(2018), p. 31.
W.J. Kim and S.H. Lee, High-temperature deformation behavior of carbon nanotube (CNT)-reinforced aluminum composites and prediction of their high-temperature strength, Composites Part A, 67(2014), p. 308.
B. Chen, S.F. Li, H. Imai, L. Jia, J. Umeda, M. Takahashi, and K. Kondoh, Carbon nanotube induced microstructural characteristics in powder metallurgy Al matrix composites and their effects on mechanical and conductive properties, J. Alloys Compd., 651(2015), p. 608.
M. Sharma and V. Sharma, Chemical, mechanical, and thermal expansion properties of a carbon nanotube-reinforced aluminum nanocomposite, Int. J. Miner. Metall. Mater., 23(2016), No.2, p. 222.
H. Kwon, M. Estili, K. Takagi, T. Miyazaki, and A. Kawasaki, Combination of hot extrusion and spark plasma sintering for producing carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites, Carbon, 47(2009), No. 3, p. 570.
J.L. Li, Y.C. Xiong, X.D. Wang, S.J. Yan, C. Yang, W.W. He, J.Z. Chen, S.Q. Wang, X.Y. Zhang, and S.L. Dai, Microstructure and tensile properties of bulk nanostructured aluminum/graphene composites prepared via cryomilling, Mater. Sci. Eng. A, 626(2015), p. 400.
X. Gao, H.Y. Yue, E. Guo, H. Zhang, X.Y. Lin, L.H. Yao, and B. Wang, Preparation and tensile properties of homogeneously dispersed graphene reinforced aluminum matrix composites, Mater. Des., 94(2016), p. 54.
S.F. Bartolucci, J. Paras, M.A. Rafiee, J. Rafiee, S. Lee, D. Kapoor, and N. Koratkar, Graphene–aluminum nanocomposites, Mater. Sci. Eng. A, 528(2011), No. 27, p. 7933.
J.Y. Wang, Z.Q. Li, G.L. Fan, H.H. Pan, Z.X. Chen, and D. Zhang, Reinforcement with graphene nanosheets in aluminum matrix composites, Scripta Mater., 66(2012), No. 8, p. 594.
S.E. Shin and D.H. Bae, Deformation behavior of aluminum alloy matrix composites reinforced with few-layer graphene, Composites Part A, 78(2015), p. 42.
J.H. Liu, U. Khan, J. Coleman, B. Fernandez, P. Rodriguez, S. Naher, and D. Brabazon, Graphene oxide and graphene nanosheet reinforced aluminium matrix composites: Powder synthesis and prepared composite characteristics, Mater. Des., 94(2016), p. 87.
J. Hwang, T. Yoon, S.H. Jin, J. Lee, T.S. Kim, S.H. Hong, and S. Jeon, Enhanced mechanical properties of graphene/copper nanocomposites using a molecular-level mixing process, Adv. Mater., 25(2013), No. 46, p. 6724.
W.M. Tian, S.M. Li, B. Wang, X. Chen, J.H. Liu, and M. Yu, Graphene-reinforced aluminum matrix composites prepared by spark plasma sintering, Int. J. Miner. Metall. Mater., 23(2016), No. 6, p. 723.
Z.A. Wang, X.M. Zhang, X.W. Wu, J.G. Yu, X.Y. Jiang, Z.L. Wu, and X. Hao, Soluble starch functionalized graphene oxide as an efficient adsorbent for aqueous removal of Cd (II): The adsorption thermodynamic, kinetics and isotherms, J. Sol-Gel Sci. Technol., 82(2017), No. 2, p. 440.
S.E. Shin, H.J. Choi, J.H. Shin, and D.H. Bae, Strengthening behavior of few-layered graphene/aluminum composites, Carbon, 82(2015), p. 143.