石墨烯及碳纳米管增强铝基复合材料微观组织与耐磨性能研究

为提高铝基材料耐磨性,采用化学镀铜、镀镍复合方法制备镍铜原子包裹石墨烯和镀碳纳米管,在Al-5Mg混合粉体中添加不同质量分数(0.1％、0.2％)的复合镀石墨烯,并在添加质量分数为0.5％的复合镀石墨烯基础上,添加不同质量分数(0.1％、0.3％和0.5％)的复合镀碳纳米管后,进行超声-电磁复合分散,通过真空热压烧结的方法,制备石墨烯及碳纳米管增强铝基复合材料.利用扫描电子显微镜对试样进行微观组织观察,利用能谱仪对其进行微区成分分析,采用摩擦磨损试验机测试试样摩擦系数和磨损量.研究结果表明:当添加质量分数为0.5％的石墨烯和0.5％的碳纳米管时,所制备的铝基复合材料基体上均匀分布着亮白的铝镍相和石墨烯及碳纳米管,局部有石墨烯及碳纳米管团聚现象,团聚的石墨烯及碳纳米管表面保留着复合镀后的镍和铜元素.铝基复合材料的摩擦系数及磨损量随着石墨烯及碳纳米管添加量的增加而明显降低,当加入质量分数为0.5％的石墨烯和0.5％的碳纳米管时,其摩擦系数降低至0.14 ～0.27之间.