张丹丹，战再吉

(燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北 秦皇岛 066004)



石墨烯/金属复合材料力学性能的研究进展

张丹丹，战再吉

(燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，河北 秦皇岛 066004)

综述了石墨烯/金属复合材料在力学性能研究方面的现状、进展及发展趋势，讨论了线弹性非均质材料的微观力学模型在阐明石墨烯强化机制中的作用，着重阐述了石墨烯的结构完整性以及分散方法的选择等对于提高石墨烯/金属复合材料力学性能的重要性，归纳了当前石墨烯强化金属基复合材料研究存在的问题，并从原料研制、理论探索、工艺开发和协同增强等方面指出了石墨烯/金属复合材料力学性能的研究趋势。

石墨烯；金属基复合材料；力学性能；石墨烯结构；分散方法

英国曼彻斯特大学的Geim等在2004年首次采用微机械剥离法制备出稳定存在的二维单层碳材料——石墨烯，这一发现动摇了“准二维晶体材料热力学不稳定”的传统观点[1]。石墨烯的理论厚度约为0.35nm，它的碳原子间均以sp2杂化形式紧密连接，碳碳键长约0.142nm，每个晶格中3个σ键形成稳定的六边形结构，碳原子贡献出剩余1个p轨道电子形成大π键，其中π电子可自由移动。石墨烯因其独特的结构而具有狄拉克-费米子特性、奇异的量子霍尔效应和最小量子电导率等性质，已被广泛用于开发半导体、新能源以及生物医学等新材料和新器件。石墨烯还具有高达130GPa的抗拉强度以及1.02TPa的弹性模量[2]，是复合材料领域中一种理想的二维增强相。……