[發明專利]GR/N-SiCP

有效

• 申請號: 201911304582.1
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111057923B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 徐春杰;孫蕾;楊怡;張凱軍;張鵬;郭燦;武向權;張忠明;曾凡宏;D·謝赫特曼
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/05;C22C1/10;B22F9/04;B22F1/00;B22F3/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本發明公開了GR/N?SiC_P復合增強鎂基復合材料，按重量百分比由以下原料組分組成：GR粉0.5?1.5％、N?SiC_P粉0.5?10％、余量為鎂粉，以上各組分重量百分比之和為100％。還公開了上述材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，高能球磨：按照上述重量百分比分別稱取原料：將上述稱取的GR粉、N?SiC_P粉及鎂粉置于30?60轉/分的高能球磨機中在氬氣保護下球磨混粉12?24小時；步驟2，擠壓成形：將步驟1球磨后的GR粉、N?SiC_P粉及鎂粉混合體分兩步進行擠壓成形，首先進行往復擠壓，然后通過普通正擠壓即得。該制備方法解決了N?SiC_P的團聚問題，并能保證該復合材料具有一定的伸長率。

技術領域

本發明屬于金屬材料及冶金技術領域，具體涉及一種GR/N-SiC_P復合增強鎂基復合材料，本發明涉及該種GR/N-SiC_P復合增強鎂基復合材料的制備方法。

背景技術

隨著汽車輕量化和航空航天技術的發展，輕金屬基復合材料中最先被人們研究和使用的是鋁基復合材料。目前，由于鎂基復合材料高的比強度、模量、硬度、尺寸穩定性，以及優良的耐磨、耐蝕、減振性能和高溫性能。通過在鎂及鎂合金基體中添加增強相，所制備的鎂基復合材料不但密度可以控制在2.0g/cm³左右，比強度及比剛度高，彈性模量有望達到60-75GPa左右，阻尼減振降噪性能和電子屏蔽性能優異，而且具有優良的力學和物理性能，在航空航天、軍工產品制造、汽車、電子及運輸工業等領域獲得了越來越廣泛的關注，并有可能得到廣泛應用。

由于復合材料獲得強化效果很大程度取決于將應力從基體轉移到比較強的增強相的能力，因而獲得一個強的基體/增強相的界面結合十分關鍵。因此，一般復合材料增強體的選擇能夠與基體合金的物理性能、化學相容性，潤濕性，載荷承受能力等相關，盡量避免增強體與基體合金之間的界面發生反應。目前，以顆粒或短纖維制備鎂基復合材料的工藝簡便、成本低和力學性能好而得到一定程度的認可，常用的增強體主要有C纖維、Ti纖維、B纖維，A1₂O₃顆粒及其短纖維，SiC顆粒(SiC_P)或晶須，B₄C顆粒等。

石墨烯(GR)作為一種新型二維結構材料，由sp2雜化軌道結合的單層碳原子構成，具有優異的力學、熱學及電學性能。GR是目前已知強度最高的材料，同時具有很好的韌性，其拉伸強度為130GPa，楊氏模量為1.0TPa。此外，石墨烯還表現出優異的導電、導熱性能、高阻尼性容量、高彈性模量、高機械強度和良好的自潤滑性，其載流子遷移率為1.5×10⁴cm²/(V·s)，熱導率可達3000W/(m·K)。因此，GR已經成為重要的結構和功能新材料的增強體，自被發現以來在諸多領域得到了廣泛應用。經過十多年的發展，目前 GR增強金屬基復合材料的研究已經取得了豐富的研究成果。GR是鎂基復合材料中最理想的增強體，盡管，科研人員就改善石墨烯的分散性、提高石墨烯與鎂基體之間的界面結合等方面對石墨烯增強鎂基復合材料進行了一定的研究，然而，GR在鎂基復合材料中的應用還相對較少。