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超临界条件下脉冲占空比对石墨烯复合镀层微观结构和性能的影响

2019-05-21薛子明雷卫宁王云强钱海峰李奇林

材料工程 2019年5期

薛子明,雷卫宁,2,王云强,钱海峰,李奇林,2

(1 江苏理工学院 机械工程学院,江苏 常州 213000;2 江苏省先进材料设计与增材制造重点实验室,江苏 常州 213000)

随着科学技术的发展,金属基复合材料已广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域[1]。电沉积技术是一种基于低成本的制备高性能金属基复合材料的重要方法之一,因其镀层具有高硬度、优异的耐磨性和耐蚀性等优点而备受关注[2]。与传统电沉积技术相比,复合电沉积技术通过添加纳米颗粒作为增强相,使纳米颗粒与基质金属实现共沉积,从而获得具有某些特殊功能的纳米复合镀层[3-4]。石墨烯是由六角碳原子结构以sp2杂化方式紧密堆积成的只有单原子层厚度的新型碳纳米结构[5-6],其在热学[7]、电学[8]和力学[9-10]等方面展示出优越的性能。以石墨烯作为第二相添加物引入到金属基复合材料中,可提高材料的力学、电学以及热学性能。尤其是石墨烯具有优异的力学性能(强度130GPa,弹性模量约1.0TPa),是作为增强相提高复合材料强度的理想材料[11]。由于石墨烯的结构较为特殊,普通工艺如电火花烧结[12]、热压烧结[13]制备石墨烯复合材料时其结构易受到破坏,而电沉积法制备石墨烯复合材料时可以在保留石墨烯独特结构的同时增强复合材料的性能。与石墨烯相似,氧化石墨烯(graphene oxide, GO)作为石墨烯的一种氧化衍生物,在结构上存在大量的羟基、羧基和环氧基等亲水基团[14],使其拥有良好的亲水性,能与聚合物形成强烈的相互作用,从而改善复合材料的性能[15]。……

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