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激光烧结石墨烯钛纳米复合材料及其耐腐蚀性能

发布时间:2018-10-22 15:16
【摘要】:石墨烯增强钛基纳米复合材料,因其良好的力学性能有望成为轻质高强结构材料。为了研究其硬度和耐腐蚀性能,在AISI 4140合金结构钢的基板上采用激光烧结的方法制备了石墨烯钛纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、拉曼光谱仪等研究了其微观结构、相组成和显微硬度等,并采用电化学极化法研究了激光烧结石墨烯钛纳米复合材料和纯钛在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:激光烧结后石墨烯存在并均匀分散于钛基纳米复合材料中,石墨烯的添加使得钛基纳米复合材料的显微硬度达到了450HV0.2,与激光烧结纯钛(180HV0.2)相比提高了1.5倍。石墨烯钛纳米复合材料的腐蚀电位比激光烧结纯钛的腐蚀电位有明显提高,从-0.64 V提高到-0.59V;同时,腐蚀电流从1.6×10-7 A/cm2降低到7×10-8 A/cm2,说明其耐腐蚀性能优于激光烧结纯钛。
[Abstract]:Graphene-reinforced titanium nanocomposites are expected to be lightweight and high-strength structural materials due to their good mechanical properties. In order to study its hardness and corrosion resistance, graphene titanium nanocomposites were prepared on the substrate of AISI 4140 alloy structure steel by laser sintering. The microstructure, phase composition and microhardness were studied by means of scanning electron microscope, X-ray diffractometer, microhardness tester, Raman spectrometer, etc. The corrosion behavior of laser sintered graphene titanium nanocomposites and pure titanium in 3.5%NaCl solution was studied by electrochemical polarization method. The results show that graphene exists and is uniformly dispersed in titanium matrix nanocomposites after laser sintering. The microhardness of titanium based nanocomposites reaches 450 HV0.2 with the addition of graphene, which is 1.5 times higher than that of pure titanium (180HV0.2) sintered by laser. The corrosion potential of graphene titanium nanocomposites was significantly higher than that of laser sintered pure titanium, from -0.64 V to -0.59 V, and the corrosion current was decreased from 1.6 脳 10 ~ (-7) A/cm2 to 7 脳 10 ~ (-8) A / cm ~ (2), which indicated that the corrosion resistance of graphene nanocomposites was superior to that of pure titanium sintered by laser.
【作者单位】: 苏州大学城市轨道交通学院;南京航空航天大学机电学院;江苏大学江苏省光子制造科学与技术重点实验室;武汉科技大学材料与冶金学院;苏州大学机电工程学院;
【基金】:江苏省光子制造科学与技术重点实验室开放基金(GZ201301) 江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXLX13_168)
【分类号】:TG174.44

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