石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的研究進展 總結(jié)：

綱要：

由于石墨烯的比重小、優(yōu)異的機械及物理性能，常常被作為增強相加入到鋁合金基體中，以制備更輕、更強、性能更好的新型材料。石墨烯由于其及其優(yōu)異的電熱性質(zhì)，極佳的機械性能，使其能夠在少量添加的情況下便實現(xiàn)對性能的大幅度提升，是理想的增強相。數(shù)據(jù)顯示絕大多數(shù)石墨烯鋁基復(fù)合材料的研究都采用了粉末冶金路線 [15] ，首先是由于此種方法可以較好的實現(xiàn)石墨烯在金屬基體中的均勻分散，其次是粉末冶金得到的中間產(chǎn)物可以進行熱軋或熱擠壓等二次加工技術(shù)，以獲得具有更小孔隙率的良好的致密復(fù)合材料。但復(fù)合材料在石墨烯含量為0.25 wt%時，表現(xiàn)出最佳的拉伸性能，其屈服強度和抗拉強度相比純Al而言分別提高了38.27%和56.19%。為解決這一難題有研究者采用預(yù)先將石墨烯進行處理后再加入熔融的鋁基體中。然而，隨著球磨時間的延長(4 h)，大量Al4C3脆性相的產(chǎn)生和GNSS直徑的減小，即使分散性較好，也會導(dǎo)致拉伸強度下降。將具有特殊設(shè)計的攪拌頭和軸肩非消耗性旋轉(zhuǎn)工具插入工件中，并沿著所需路徑進行移動。且FSP已被證明是一種將增強顆粒(例如碳納米管、SiC、Al2O3)合并到金屬基體中，并使復(fù)合材料等異質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)均勻化的有效方法 [4] [6] [28] 。Zhang等 [30] 在粉末冶金路線制備的燒結(jié)坯上使用了FSP技術(shù)，以改善第二相的分散和基體的結(jié)合。Figure 5. Schematic diagram of sample preparation [29]圖5. 試樣制備圖 [29]3.6. 3D打印制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料金屬三維(3D)印刷，如粉末添加劑制造(AM)技術(shù)，包括選擇性激光燒結(jié)(SLS)和選擇性激光熔化(SLM)，正在進行廣泛的探索 [31] [32] 。

內(nèi)容：

1. 引言

石墨烯是碳材料的一個新成員，自2004年英國曼斯特大學(xué)的Geim和Novoselov [1] 通過機械剝離法首次制備出具有近乎完美二維結(jié)構(gòu)的石墨烯，石墨烯以其極高的力學(xué)性能和獨特的物理性能引起了人們的廣泛關(guān)注 [2] [3]

完美的石墨烯包括六邊形單元，是由SP2雜化成鍵形成穩(wěn)定的二維結(jié)構(gòu)，是一種二維納米材料，僅有一個原子層厚的單層石墨片構(gòu)成

同時石墨烯也是構(gòu)成其他維度碳材料的基本單元

近年來，將碳納米管(纖維)加入到鋁合金中制備碳納米管(纖維)增強鋁基復(fù)合材料成為研究的熱點 [4] [5] [6] [7] [8] ，然而研究發(fā)現(xiàn)其增強效果并不理想且一定程度上會損失材料的塑性

而石墨烯相對于其他增強相而言，即使相對于增強效果較好的碳納米管而言，石墨烯具有獨特的褶皺狀結(jié)構(gòu)，使石墨烯在受力的過程中存在褶皺先舒展再斷裂的過程，可以有效地承擔(dān)載荷，從而使其在增強效率方面具有更加明顯的優(yōu)勢 [9]

另外，將石墨烯作為增強相加入到鋁合金基體中不僅可以提高材料的力學(xué)性能同時可以提高材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，降低摩擦磨損系數(shù)提高材料的耐磨性

因此，石墨烯增強鋁基復(fù)合材料具有極好的發(fā)展前景

本文綜述了石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的制備方法，重點討論了不同制備方法對石墨烯增強鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響，同時展望了石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的研究方向與發(fā)展趨勢

2. 石墨烯的制備方法自2004年石墨烯被首次制成之后，目前已經(jīng)開發(fā)出多種生產(chǎn)技術(shù)

原理上，孤立的二維晶體只能在較小尺度上通過化學(xué)合成，因為隨著橫向尺寸的增加，聲子密度的快速增長迫使二維微晶彎曲為三維結(jié)構(gòu)

理論上為了保持石墨烯的二維結(jié)構(gòu)，這要求所有的方法在制備時都要使得石墨烯附著在某種基體上生長，以此避免二維上的尺寸擴張和生子密度的增加導(dǎo)致二維微晶彎曲為三維結(jié)構(gòu)

下面介紹主流石墨烯的制備方法及特點

機械剝離法 機械剝離法是制備石墨烯的最早方法，這種機械剝離法是通過機械力從石墨基材料上剝離的方法 [10]

Geim等 [11] 最初使用膠帶使得石墨烯與石墨晶體分離

實踐證明，由機械剝離法生產(chǎn)的石墨烯結(jié)構(gòu)完整性、電學(xué)性能最好

這種方法制備的石墨烯厚度不均勻，單層石墨烯的尺寸從納米到幾十微米不等

同時，即使不考慮缺乏可控性的短板，這種方法也很難獲得更多的石墨烯

該方法的原理簡單，但需要在次表層發(fā)現(xiàn)石墨烯薄片，這是一個勞動密集型的過程

液相剝離法 液相剝離法需借助溶劑，對石墨進行分離，這種方法相較于機械剝離法大大提高了石墨烯的制備效率

最簡單的方法是將石墨分散在與石墨表面能幾乎相同的有機溶劑中

為了克服能量勢壘，從晶體中分離出石墨烯層，液相在超聲波中超聲數(shù)百小時以剝離石墨烯

分散后，溶液必須離心，便于分離較厚的薄片

這種方法技術(shù)難度較低且獲得的石墨烯質(zhì)量較高

氧化還原法 氧化石墨還原法是目前制備石墨烯的最常用方法之一，最為廣泛運用的是Hummers法 [12] ：將石墨氧化成氧化石墨烯(GO)，打破石墨烯層的sp2雜化結(jié)構(gòu)顯著增大了相鄰層之間的間隙，引起堆疊片結(jié)構(gòu)間含水量的變化，從而促進了氧化石墨烯在超聲波的作用下分離成氧化石墨烯片

另外，還有一種特殊的氧化–還原法即“微波輔助氧化”，據(jù)報道微波能量可一步直接合成石墨烯 [13]

這種方法避免了在反應(yīng)混合物中其他輔助試劑的使用

微波輻射輔助可以通過控制微波時間來合成具有或不具有空穴的石墨烯氧化物

而微波加熱可以將反應(yīng)時間從幾天縮短到幾秒鐘

化學(xué)氣相沉積法 化學(xué)氣相沉積法(CVD)是可以大規(guī)模生產(chǎn)相對高品質(zhì)的石墨烯的方法

CVD法是以甲烷等含碳化合物作為碳源，在鎳、銅等具有溶碳量的金屬基體上，通過將碳源高溫分解，再采用強迫冷卻的方式，最終在基體表面形成石墨烯 [14]

外延生長法 外延生長法又稱為SiC熱解法，在超低壓高真空下，將單晶SIC在1250℃~1450℃加熱脫硅，使6H-SiC升華在單晶SIC (0001)面外延生長形成極薄石墨層

外延生長法可制備出局部顯示出良好的六邊形晶格特性的石墨烯，但石墨烯的厚度主要取決于加熱溫度，但在高溫下樣品容易發(fā)生表面重構(gòu)，存在大量缺陷

但這種方法制備石墨烯的質(zhì)量不如機械剝離法，產(chǎn)量又低于液相超聲法

3. 石墨烯鋁基復(fù)合材料的制備方法在材料，生化，物理等諸多領(lǐng)域中，石墨烯都有著自己的一席之地

由于石墨烯的比重小、優(yōu)異的機械及物理性能，常常被作為增強相加入到鋁合金基體中，以制備更輕、更強、性能更好的新型材料

目前，我國的“中國制造2025”計劃對航空、航天、汽車領(lǐng)域提出了新的要求，傳統(tǒng)鋁合金雖然密度相比較鋼鐵已經(jīng)下降很多，卻仍不滿足新型輕量化的要求，如何在減重的同時增強增韌是面臨的新的課題

石墨烯由于其及其優(yōu)異的電熱性質(zhì)，極佳的機械性能，使其能夠在少量添加的情況下便實現(xiàn)對性能的大幅度提升，是理想的增強相

適合對于密度有嚴格要求的航空航天器件和輕量化要求較高的軌道交通器件

目前制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的主要制備方法有粉末冶金法、熔融冶金法、壓力浸透法、化學(xué)合成法、基于攪拌摩擦加工制備及新興的3D打印技術(shù)制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料

3.1. 粉末冶金法粉末冶金是指通過金屬粉末制備金屬坯料的方法，通常粉末冶金都會在固定形狀模具中燒結(jié)等，故其后續(xù)機械加工少、工序少且產(chǎn)率高

數(shù)據(jù)顯示絕大多數(shù)石墨烯鋁基復(fù)合材料的研究都采用了粉末冶金路線 [15] ，首先是由于此種方法可以較好的實現(xiàn)石墨烯在金屬基體中的均勻分散，其次是粉末冶金得到的中間產(chǎn)物可以進行熱軋或熱擠壓等二次加工技術(shù)，以獲得具有更小孔隙率的良好的致密復(fù)合材料

目前，根據(jù)混粉工藝的不同，粉末冶金法也主要分為兩種類型：干法和濕法

干法是指采用高能球磨機對混合后的粉末試樣進行長時間的研磨，使試樣充分混合，再經(jīng)過熱壓燒結(jié)/熱擠壓致密化制備復(fù)合材料試樣

Pebez-Bustamante等 [16] 通過球磨混粉 + 冷壓 + 燒結(jié)制備出石墨烯鋁基納米復(fù)合材料，并測量不同球磨時間、燒結(jié)時間和石墨烯含量下制成的樣品的硬度

如圖1所示，在球磨5 h、燒結(jié)2 h、石墨烯含量為1 wt%的復(fù)合材料表現(xiàn)出最高的硬度93 HV，相較于純Al (39 Hv)提高了138%

吳海峰等 [17] 采用球磨混粉 + 冷等靜壓后采用二次加工技術(shù)熱擠壓制備出石墨烯增強6061復(fù)合材料

試驗結(jié)果表明，二次加工熱擠壓有效的消除了孔隙，提高了復(fù)合材料的致密度

石墨烯團聚體隨塑性變形的增大逐漸被打散并沿擠壓方向呈不連續(xù)狀分布

冷等靜壓后的熱擠壓，可有效促進石墨烯片層在鋁合金基體中的均勻分散，同時有效抑制石墨烯納米片與鋁合金基體間生成Al4C3的界面反應(yīng)



Figure 1. Vickers micro-hardness results. (a) 1 h, (b) 3 h and (c) 5 h of milling. Pure and not milled aluminum as reference sample is included [16]

圖1. 維氏顯微硬度結(jié)果(a) 1 h，(b) 3 h和(c) 5 h的銑削

包括純鋁和未碾磨鋁作為參考樣品 [16]但在球磨過程中存在大量的變形，這些變形會破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)和完整性，使得試驗效果遠不如預(yù)期

濕法是指首先采用超聲波法在有機溶劑(乙醇、丙酮等)中超聲分散石墨烯，再向有機溶劑中加入金屬粉末，采用非加熱和球磨的物理方法(例如攪拌，超聲波等)使石墨烯與金屬粉末混合均勻的制備工藝

濕法相對于干法的高能球磨相比，不會破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)和完整性，是較為理想的制備方法

Li等 [18] 通過乙醇溶液分散 + 高能球磨 + 真空熱壓燒結(jié)的方法將不同含量的石墨烯納米片加入鋁基體中，研究不同石墨烯含量對石墨烯增強鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響

試驗結(jié)果表明，隨石墨烯含量的增加，復(fù)合材料的硬度明顯增加

與同種工藝下制備的純Al相比，復(fù)合材料的屈服強度和抗拉強度有明顯提高，延伸率略有下降

但復(fù)合材料在石墨烯含量為0.25 wt%時，表現(xiàn)出最佳的拉伸性能，其屈服強度和抗拉強度相比純Al而言分別提高了38.27%和56.19%

石墨烯與Al基體界面結(jié)合良好，但兩者界面上存在棒狀或顆粒狀的Al4C3，且隨石墨烯含量的增加而增多，Al4C3硬脆相會導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能下降

Rashad等 [19] 將石墨烯和鋁粉在丙酮溶液中超聲處理真空干燥后進行冷壓燒結(jié)隨后進行二次加工熱擠壓進一步提高復(fù)合材料的致密性，制備出0.3 wt%的石墨烯鋁基復(fù)合材料

試驗結(jié)果表明，與在相同條件下處理的純鋁樣品相比，擠出復(fù)合材料的硬度增加了11.8%，屈服強度增加了14.7%，極限抗拉強度提高了11.1%

由于石墨烯本身不親水也不親油，所以在很多溶劑中難以均勻分散

而表面含有親水基的氧化石墨烯卻易溶于水或者酒精中，因此，氧化石墨烯成為制備石墨烯增強金屬基復(fù)合材料的常用原料 [20]

Wu等 [21] 首先利用Kmno4/H2SO4將石墨氧化為氧化石墨然后在水中用超聲波將氧化石墨剝離成Go片，然后將不同含量的Go水分散液(0.15 wt%、0.3 wt%、0.6 wt%)與鋁粉在乙醇溶液超聲攪拌混合均勻同時為了使吸附可行，有助于還原Go的過程，對該漿液加入一定量的去離子水和稀鹽酸

隨后進行洗滌及冷壓+燒結(jié)制備出Go/Al復(fù)合材料

試驗結(jié)果說明，還原氧化石墨烯在基體中分布良好

且如圖2所示氧化石墨烯的加入明顯提高了鋁基材料的力學(xué)性能，僅添加0.3 wt%氧化石墨烯的復(fù)合材料的極限拉伸強度提高了73.9% (從96 MPa提高到167 MPa)，同時延伸率保持在10%以上



Figure 2. (a) Stress-strain curves of the GO/Al composites with different graphene oxide content; (b) Micro-hardness of GO/Al composites with different graphene oxide content; (c) Relationship of tensile strength and strain with graphene oxide content; (d) strength incremental of various reinforcements in Al matrix [21]

圖2. (a) 不同氧化石墨烯含量的Go/Al復(fù)合材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(b) 不同氧化石墨烯含量的Go/Al復(fù)合材料的顯微硬度；(c) 拉伸強度和延伸率與氧化石墨烯含量的關(guān)系；(d) 鋁基體中各種增強材料的強度增量 [21]目前粉末冶金法是制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的主要方法

但在球磨的過程中由于硬質(zhì)磨球?qū)Ψ勰┻M行強烈的撞擊、研磨和攪拌，使粉末反復(fù)變形、冷焊和破碎，會破壞石墨烯結(jié)構(gòu)的完整性同時復(fù)合材料會出現(xiàn)較多的孔隙、裂紋，材料的致密性不良

其他石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的制備方法還有攪拌鑄造法，壓力浸透法，原位反應(yīng)生成法，基于攪拌摩擦加工制備及新興的3D打印技術(shù)制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料

3.2. 攪拌鑄造法攪拌鑄造法，即通過電機帶動攪拌棒，使熔體迅速流動并形成渦流；在此過程中，初生樹枝狀晶粒被攪拌棒或者渦流擊碎，形成新的晶核，有利于組織細化；高速的攪拌也會使得熔體內(nèi)部溫度均勻，成分均勻，加入的增強相同樣能得到很好的分散

Prakash等 [22] 采用攪拌鑄造法制備出石墨烯/7075鋁合金，結(jié)果表明，石墨烯與鋁基體表現(xiàn)出良好的冶金結(jié)合，但在攪拌鑄造過程中某些區(qū)域會發(fā)生石墨烯團聚，石墨烯復(fù)合材料的斷面收縮率很低

石墨烯由于其較大的比表面積、石墨烯的密度小，容易在攪拌鑄造石墨烯上浮，在攪拌鑄造的過程中如何使得石墨烯在金屬基體中均勻分散是攪拌鑄造法石墨烯/鋁合金復(fù)合材料的一大難題

為解決這一難題有研究者采用預(yù)先將石墨烯進行處理后再加入熔融的鋁基體中

梁建權(quán)等 [23] 采用球磨混粉后采用半固態(tài)電磁攪拌的方式制備出石墨烯納米片(GNPs)增強鋁基復(fù)合材料

研究結(jié)果表明，GNPs在鋁基體中分布均勻，與基體結(jié)合良好，GNPS可細化合金晶

如圖3所示，隨著 GNPs含量增加，復(fù)合材料的抗拉強度、伸長率及硬度呈現(xiàn)先增后減的趨勢



Figure 3. Stress-strain curves of composite materials [23]

圖3. 復(fù)合材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線 [23]3.3. 壓力浸透法壓力浸滲法也被稱為擠壓鑄造法

首先將增強體制成預(yù)制件，然后澆入基體合金中，施加一定的壓力并保持一定時間，使金屬液體進入到增強體制成的預(yù)制件中

Shao等 [24] 通過壓力浸透法將氧化石墨烯(Go)和石墨烯納米片(GNPs)加入到5083鋁合金中

結(jié)果表明，無論石墨烯的種類如何，均在復(fù)合材料中觀察到針狀的Al4C3相，但GNPs/5083Al復(fù)合材料中Al4C3含量較低

Go和GNPs的加入，使復(fù)合材料的屈服強度略有提高，其中GNPs/5083Al復(fù)合材料的抗拉強度提高了14%而GO/5083Al復(fù)合材料的抗拉強度相較于5083合金相比，抗拉強度略有下降

Yu等 [25] 研究了球磨時間對壓力滲透法制備石墨烯納米片增強Al6063復(fù)合材料的影響

試驗結(jié)果表明，球磨可以有效地將GNSS分散到鋁基體中

如圖4所示，當(dāng)球磨時間為3 h，摩擦能為7.2 kJ/g時，由于界面結(jié)合和分散性適中(GNSS的均勻性和損傷較小)，0.3 wt%的GNSS才能達到最大拉伸強度(~276 MPa)

此外，延性幾乎與鋁基體相同

然而，隨著球磨時間的延長(4 h)，大量Al4C3脆性相的產(chǎn)生和GNSS直徑的減小，即使分散性較好，也會導(dǎo)致拉伸強度下降

3.4. 原位反應(yīng)生成法原位反應(yīng)生成法又稱化學(xué)合成法

與外加增強相比，通過原位反應(yīng)生成法制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料，擁有較干凈界面，而且基體和增強相間的相容性較好，那么界面結(jié)合強度也更加良好

Yolshina等 [26] 采用原位反應(yīng)合成法使金屬或非金屬碳化物作為碳添加劑在空氣氣氛下與熔融態(tài)的鋁在堿金屬鹵化物體下反應(yīng)生成還原的石墨烯存在于鋁熔體中，反應(yīng)生成的金屬和非金屬氧化物則存在熔于堿金屬鹵化物中

結(jié)果表明，得到的石墨烯鋁基復(fù)合材料的硬度、強度、彈性和韌性較原始材料都有所提高



Figure 4. Raw engineering stree-strain curves between matrix and composite for different ball milling times: (a) 1 h, (b) 2h, (c) 3 h, (d) 4 h [25]

圖4. 不同球磨時間下基體與復(fù)合材料的原始工程應(yīng)變曲線：(a) 1 h，(b) 2 h，(c) 3 h，(d) 4 h [25]攪拌鑄造法由于鋁基體與石墨烯的浸潤性差，兩者密度差異大，導(dǎo)致界面結(jié)合較差簡單的攪拌方法不能使石墨烯充分分散在基體中，石墨烯容易產(chǎn)生團聚，復(fù)合材料中氣孔較多，導(dǎo)致復(fù)合材料質(zhì)量不穩(wěn)定

壓力浸透法及原位反應(yīng)生成法制備工藝復(fù)雜，設(shè)備要求高，成本高，能耗大，反應(yīng)物難以控制等問題

因此開發(fā)新型節(jié)能、環(huán)保、高效的石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的制備方法尤為必要

3.5. 基于攪拌摩擦加工制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料攪拌摩擦加工(FSP)是一種基于攪拌摩擦焊接原理的固態(tài)復(fù)合材料制造方法 [27]

FSP的設(shè)計概念十分簡單

具有綠色環(huán)保、節(jié)能高效的特點

將具有特殊設(shè)計的攪拌頭和軸肩非消耗性旋轉(zhuǎn)工具插入工件中，并沿著所需路徑進行移動

通過軸肩與材料之間的摩擦和材料的塑性變形來加熱工件，并帶動攪拌頭周圍的軟化材料流動

刀具旋轉(zhuǎn)和平移的組合會導(dǎo)致材料從攪拌頭的前部移動到后部

因此，加工區(qū)內(nèi)的材料嚴重變形，使之與填料混合，完全固態(tài)混合，實現(xiàn)了局部微觀結(jié)構(gòu)改性，形成第二相粒子強化，提高了材料的特定性能

且FSP已被證明是一種將增強顆粒(例如碳納米管、SiC、Al2O3)合并到金屬基體中，并使復(fù)合材料等異質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)均勻化的有效方法 [4] [6] [28]

石墨烯相較于碳納米管和SiC具有更高的強化效率，利用攪拌摩擦技術(shù)(FSP)制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料也成為近年來的研究熱點

劉守法等 [29] 采用攪拌攪拌摩擦工藝(FSP)將多層石墨烯和無電鍍銅石墨烯添加到6061-T651鋁合金中，制備出兩種石墨烯復(fù)合材料，具體的制備示意

圖如

圖5所示

研究表明，無電鍍銅石墨烯的增強效果更為明顯，達到母材硬度的136.1%

無電鍍銅石墨烯顆粒攪拌進入鋁母材后，銅鍍層擴散到SiC顆粒周圍，使顆粒與母材牢固聯(lián)接

多層石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的硬度達母材的121.3%，且存在增強相分布不均勻的現(xiàn)象

Zhang等 [30] 在粉末冶金路線制備的燒結(jié)坯上使用了FSP技術(shù)，以改善第二相的分散和基體的結(jié)合

結(jié)果表明，石墨烯納米片(GNPS)經(jīng)兩道次攪拌后，GNPS分散均勻與基體結(jié)合良好，復(fù)合材料的抗拉強度和屈服強度分別提高了23.3%和30.5%



Figure 5. Schematic diagram of sample preparation [29]

圖5. 試樣制備

圖 [29]3.6. 3D打印制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料金屬三維(3D)印刷，如粉末添加劑制造(AM)技術(shù)，包括選擇性激光燒結(jié)(SLS)和選擇性激光熔化(SLM)，正在進行廣泛的探索 [31] [32]

Hu等 [33] 將不同質(zhì)量比的石墨烯與鋁粉球磨混粉后首次采用改進選擇性激光熔化(SLM)制備了塊狀石墨烯增強鋁基復(fù)合材料

試驗結(jié)果表明，SEM、拉曼、TEM及XRD等都證實了石墨烯在復(fù)合材料中的存在

維氏硬度和納米壓痕的試驗結(jié)果表明復(fù)合材料的硬度得到大幅度提高，與純Al相比，最佳復(fù)合材料的硬度提高了75.3%

所有的試驗結(jié)果驗證了3D打印制備石墨烯增強垃圾復(fù)合材料的可行性

4. 結(jié)束語科研工作者在石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的制備方法方面做了諸多工作，如粉末冶金法、壓力浸透法、原位反應(yīng)生成法等

粉末冶金法可使石墨烯在鋁基體中均勻分散，但在球磨的過程中會破壞石墨烯結(jié)構(gòu)，所制備的復(fù)合材料易出現(xiàn)孔隙、裂紋等缺陷，影響材料致密性

壓力浸透法、原位反應(yīng)生成法和3D打印等方法所制備的復(fù)合材料在致密性方面有優(yōu)勢，但對生產(chǎn)設(shè)備要求較高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，反應(yīng)物難以控制

基于FSP制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料可以較好實現(xiàn)石墨烯與鋁基體復(fù)合，兩者界面結(jié)合良好，是一種新型、環(huán)保、高效的復(fù)合材料的制備方法

以上方法目前主要用于實驗室的研究工作，還難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)

攪拌鑄造法可獲得預(yù)定形狀的鑄錠，且成本較低，具有實現(xiàn)石墨烯增強鋁基復(fù)合材料工業(yè)化制備的潛力，但石墨烯在金屬中難以分散

為此，采用粉末冶金、FSP等方法首先制備出石墨烯/Al中間合金，再采用攪拌鑄造技術(shù)制備大規(guī)格復(fù)合材料，有可能成為工業(yè)制備石墨烯增強鋁基復(fù)合材料的一種途徑

基金項目柳州市科技計劃項目(2017BF20201)

參考文獻

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