为获得高性能石墨烯/钛复合材料，石墨烯在钛（Ti）中的化学稳定性是一个很大的挑战。为了克服这个问题，这里采用选择性激光熔化（SLM）工艺，该方法具有快速加热和冷却的特性，构建了石墨烯纳米片（GNS）增强的Ti-6Al-4V基复合材料。研究结果表明，该SLMed复合材料具有超高的拉伸强度（1526 MPa）和高的杨氏模量（145 GPa），相较于用相同粉末混合物制成的火花等离子烧结复合材料，其拉伸强度和杨氏模量分别高73％和26％。研究发现，局部反应的GNS和原位形成的超细TiC颗粒，共同促使SLMed GNSs/Ti复合材料表现出优异的机械性能。基于微观结构和强化模型，对可能的机制进行了深入讨论。这些结果为构建超强钛基复合材料铺平了道路。
 
  
Figure 1. （a）GNS/Ti64复合材料的制备示意图。（b）GNSs的SEM。（c）GNS的TEM形态。（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复合材料的外观。
 
 
Figure 2.所制备样品的（a）XRD图和（b）拉曼光谱。
 
 
Figure 3. SLMed GNS/Ti64样品在不同的视图中的SEM和BSE：（a-c）X-Y视图。（d-f）Y-Z视图和（g-e）Z-X视图。
 
 
Figure 4. 选定区域离子切割的TEM图：（a）明场像。（b）图（a）中选区的放大倍率明亮图像。（c）图（b）中的HAADF放大图像。和（d-f）分别为Ti，C和V元素的EDS图。
 
 
Figure 5. 制成的0.5 wt.％GNSs/Ti64和Ti64合金的应力-应变曲线。
 
     该研究工作由西北工业大学B. Chen课题组于2020年发表在Carbon期刊上。原文：Super-high-strength graphene/titanium composites fabricated by selective laser melting。

转自《石墨烯杂志》公众号