石墨烯纳米片增强ODS钢复合材料的制备及其拉伸性能

编号：NMJS08524

篇名：石墨烯纳米片增强ODS钢复合材料的制备及其拉伸性能

作者：曹书光 王辉 周张健

关键词： GNPs ODS钢基复合材料 机械合金化 拉伸性能 导热性能

机构： 北京科技大学材料科学与工程学院 中国核动力研究院燃料与材料科学技术实验室 成都大学机械工程学院

摘要： 为了提高ODS FeCrAl合金的机械性能和导热性能,采用机械合金化法将石墨烯纳米片(GNPs)和ODS FeCrAl粉末进行混合,并利用放电等离子烧结(SPS)技术制备GNPs/ODS FeCrAl复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机和热盘法(hot-disk法)等分析混合粉末混合前后的形貌,研究石墨烯添加对烧结态复合材料微观结构、拉伸性能和导热性能的影响。研究结果表明:在混合粉体中未检测到碳化物,而烧结态复合材料中发现了少量CrC和CrC,这表明在固结过程中部分石墨烯与基体中Cr元素发生了反应。经过高能球磨后,部分石墨烯纳米片被镶嵌在ODS钢粉末中,而其他石墨烯纳米片则保持其固有结构。烧结态GNPs/ODS钢复合材料的抗拉强度和导热系数分别达到了1 078 MPa和10.88 W/(m·K),相比未添加石墨烯的ODS钢,分别提高了18%和22%。