為獲得高性能石墨烯/鈦復合材料，石墨烯在鈦（Ti）中的化學穩定性是一個很大的挑戰。為了克服這個問題，這里采用選擇性激光熔化（SLM）工藝，該方法具有快速加熱和冷卻的特性，構建了石墨烯納米片（GNS）增強的Ti-6Al-4V基復合材料。研究結果表明，該SLMed復合材料具有超高的拉伸強度（1526 MPa）和高的楊氏模量（145 GPa），相較于用相同粉末混合物制成的火花等離子燒結復合材料，其拉伸強度和楊氏模量分別高73％和26％。研究發現，局部反應的GNS和原位形成的超細TiC顆粒，共同促使SLMed GNSs/Ti復合材料表現出優異的機械性能。基于微觀結構和強化模型，對可能的機制進行了深入討論。這些結果為構建超強鈦基復合材料鋪平了道路。
Figure 1. （a）GNS/Ti64復合材料的制備示意圖。（b）GNSs的SEM。（c）GNS的TEM形態。（d）Ti64粉末的形貌。（e）混合的0.5 wt.％GNSs /Ti64粉末的形貌。（f）SLMed GNS/Ti64復合材料的外觀。
Figure 2.所制備樣品的（a）XRD圖和（b）拉曼光譜。
Figure 3. SLMed GNS/Ti64樣品在不同的視圖中的SEM和BSE：（a-c）X-Y視圖。（d-f）Y-Z視圖和（g-e）Z-X視圖。
Figure 4. 選定區域離子切割的TEM圖：（a）明場像。（b）圖（a）中選區的放大倍率明亮圖像。（c）圖（b）中的HAADF放大圖像。和（d-f）分別為Ti，C和V元素的EDS圖。
Figure 5. 制成的0.5 wt.％GNSs/Ti64和Ti64合金的應力-應變曲線。
該研究工作由西北工業大學B. Chen課題組于2020年發表在Carbon期刊上。原文：Super-high-strength graphene/titanium composites fabricated by selective laser melting。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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