过渡金属Ti和Co对铜—石墨烯复合材料界面结构及强度的影响

发布时间：2021-08-28 04:12

　　采用基体合金化和粉末冶金的方法在铜—石墨烯复合材料中分别引入过渡金属元素Ti和Co,通过拉伸测试,对比Ti和Co对铜—石墨烯复合材料强度的影响,并使用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和拉曼光谱表征微观组织和铜/石墨烯界面结构,结果表明:掺Ti的复合材料界面上生成大量纳米TiC颗粒,不增加石墨烯缺陷的同时促进界面结合,材料强度从223 MPa提升至256 MPa;掺Co复合材料的界面出现无定形碳,增加了石墨烯缺陷,不利于其发挥增强相和传递界面载荷的作用,导致强度从223 MPa降低至192 MPa。 

【文章来源】：钢铁钒钛. 2020,41(05)北大核心

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【部分图文】：

拉伸试样尺寸(mm)

为探究烧结过程和掺杂金属元素对石墨烯结构的影响，对比测试了原料石墨烯及烧结复合材料中石墨烯的拉曼光谱，如图3所示。其中的G峰(1 580cm-1)源自sp2碳键的面内光学声子模(E2g),D峰(1 350 cm-1)源自六原子碳环的缺陷激活的振动模，两者均被明确识别。由于其峰值强度对缺陷敏感，因此可用于近似表征石墨烯中的缺陷浓度。一般来说，ID/IG比值越高，意味着引入的缺陷越多[8]。烧结后Cu-Gr复合材料的ID/IG值与石墨烯起始原料相比，几乎没有变化，表明在烧结过程中石墨烯缺陷没有增加。含Ti试样的ID/IG值与Cu-Gr复合材料相比，仅有非常微小的变化，证明Ti元素的添加也几乎不会增加石墨烯的缺陷。Co的掺杂导致ID/IG值急剧升高，升高了约5倍，表明石墨烯中引入了更多的缺陷，其结构完整性被逐渐破坏。图3 原料及烧结试样中石墨烯的拉曼光谱

原料及烧结试样中石墨烯的拉曼光谱


本文编号：3367767