鞠渤宇, 宋义伟, 赵博阳, 姜义君, 杨文澍*, 武高辉*

（1．哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院， 哈尔滨 150090；2．上海无线电设备研究所，上海 200082；3．宁德时代新能源科技股份有限公司，福建 宁德 352000）

石墨烯是一种新型的二维增强体，具有极高的理论强度和电热性能[1-2]，有望实现现有复合材料的性能突破。相比于传统增强体材料，石墨烯强化效率高，往往只添加质量分数低于1%的石墨烯，便可以使性能提升80%～200%[3-4]。在强化机制上，石墨烯一方面抑制铝晶粒长大，提高细晶强化效果[5-6]；另一方面石墨烯阻碍位错运动，具有独特的位错强化机制，可以同时实现强塑性增强[7-8]。

但少层（低于10层）石墨烯在维度上属于纳米增强体，表面活性较高，在铝基体中极易发生团聚，难以均匀分散[9]；在材料加工过程中石墨烯极易遭受破坏，产生孔洞缺陷，缺陷石墨烯的性能远低于无缺陷石墨烯的性能，导致复合材料的实际性能低于理论预测[10-11]；此外，表面含有缺陷的石墨烯也更容易发生界面反应，生成脆性界面产物Al4C3，导致复合材料塑性降低[12]。

为了实现石墨烯的低损伤均匀分散，研究人员尝试了诸多分散技术。目前常用的石墨烯分散工艺主要有原位自生分散、液相分散和机械球磨分散。原位自生分散是利用化学气相沉积（CVD）等原位自生技术，直接在Cu或Al基体上生长石墨烯，生长的石墨烯本身缺陷较少，分散程度较高；Liu等[13-14]利用CVD原位自生技术分散石墨烯，制备了体积分数1.5% GNS/Al复合材料，其抗拉强度较基体提升约200%，并且保持了较高的塑性；……