[发明专利]GR/N-SiCP

说明书

本发明公开了GR/N‑SiC_P复合增强镁基复合材料，按重量百分比由以下原料组分组成：GR粉0.5‑1.5％、N‑SiC_P粉0.5‑10％、余量为镁粉，以上各组分重量百分比之和为100％。还公开了上述材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，高能球磨：按照上述重量百分比分别称取原料：将上述称取的GR粉、N‑SiC_P粉及镁粉置于30‑60转/分的高能球磨机中在氩气保护下球磨混粉12‑24小时；步骤2，挤压成形：将步骤1球磨后的GR粉、N‑SiC_P粉及镁粉混合体分两步进行挤压成形，首先进行往复挤压，然后通过普通正挤压即得。该制备方法解决了N‑SiC_P的团聚问题，并能保证该复合材料具有一定的伸长率。

技术领域

本发明属于金属材料及冶金技术领域，具体涉及一种GR/N-SiC_P复合增强镁基复合材料，本发明涉及该种GR/N-SiC_P复合增强镁基复合材料的制备方法。

背景技术

随着汽车轻量化和航空航天技术的发展，轻金属基复合材料中最先被人们研究和使用的是铝基复合材料。目前，由于镁基复合材料高的比强度、模量、硬度、尺寸稳定性，以及优良的耐磨、耐蚀、减振性能和高温性能。通过在镁及镁合金基体中添加增强相，所制备的镁基复合材料不但密度可以控制在2.0g/cm³左右，比强度及比刚度高，弹性模量有望达到60-75GPa左右，阻尼减振降噪性能和电子屏蔽性能优异，而且具有优良的力学和物理性能，在航空航天、军工产品制造、汽车、电子及运输工业等领域获得了越来越广泛的关注，并有可能得到广泛应用。

由于复合材料获得强化效果很大程度取决于将应力从基体转移到比较强的增强相的能力，因而获得一个强的基体/增强相的界面结合十分关键。因此，一般复合材料增强体的选择能够与基体合金的物理性能、化学相容性，润湿性，载荷承受能力等相关，尽量避免增强体与基体合金之间的界面发生反应。目前，以颗粒或短纤维制备镁基复合材料的工艺简便、成本低和力学性能好而得到一定程度的认可，常用的增强体主要有C纤维、Ti纤维、B纤维，A1₂O₃颗粒及其短纤维，SiC颗粒(SiC_P)或晶须，B₄C颗粒等。

石墨烯(GR)作为一种新型二维结构材料，由sp2杂化轨道结合的单层碳原子构成，具有优异的力学、热学及电学性能。GR是目前已知强度最高的材料，同时具有很好的韧性，其拉伸强度为130GPa，杨氏模量为1.0TPa。此外，石墨烯还表现出优异的导电、导热性能、高阻尼性容量、高弹性模量、高机械强度和良好的自润滑性，其载流子迁移率为1.5×10⁴cm²/(V·s)，热导率可达3000W/(m·K)。因此，GR已经成为重要的结构和功能新材料的增强体，自被发现以来在诸多领域得到了广泛应用。经过十多年的发展，目前 GR增强金属基复合材料的研究已经取得了丰富的研究成果。GR是镁基复合材料中最理想的增强体，尽管，科研人员就改善石墨烯的分散性、提高石墨烯与镁基体之间的界面结合等方面对石墨烯增强镁基复合材料进行了一定的研究，然而，GR在镁基复合材料中的应用还相对较少。