石墨烯纳米片增强铝基复合材料的动态力学行为

赵双赞,燕绍九,陈 翔,洪起虎，李秀辉，戴圣龙

(中国航发北京航空材料研究院,北京100095)

作为一种轻质高强结构材料，铝合金在航空航天及装甲防护等领域具有广泛的应用。随着航空航天及武器装备技术的进步，对铝合金的性能提出更高的要求。复合材料时代的到来，为铝合金性能的提高提供了更多的可能性。相比陶瓷增强体，具有高热导率、低热膨胀系数、高损伤容限及良好自润滑性的碳纤维及碳颗粒作为增强体具有更强的吸引力。这些碳材料增强的金属基复合材料具有耐磨性及振动衰减性优良、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、导热性好，以及在惰性气体中耐热性优良等一系列特点，可服役于真空、离子及等离子辐射等极端环境中[1-2]。目前的研究结果表明，当增强体的尺寸或金属基体的晶粒尺寸减小至纳米级时，其力学性能得到进一步提高[3-4]。碳纳米管自1991年被Iijima制造出来以后，其超高的强度、良好的导电导热性及极大的比表面积为新一代复合材料的发展带来机会[5]。但是，大的比表面积又导致碳纳米管极易团聚。为了将其均匀分散到金属基体中，常采用球磨工艺，这又容易破坏碳纳米管的结构完整性。因此尽管碳纳米管/铝基复合材料的研究取得了一定进展，但要实现其实际应用还面临很大的挑战。

石墨烯是具有单原子层的二维结构碳材料，自2004年被Geim发现以来，其独特的结构受到全世界材料界的重视[6]。石墨烯优异的力……