【摘 要】
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石墨烯纳米片（Graphene Nanoplatelets,GNPs）作为一种良好的增强材料,但由于其具有较大的表面积和较差的润湿性,制备GNPs-镁基复合材料仍是一项具有挑战的任务。因此研究出一种能改善GNPs与镁基体之间润湿性的制备方法具有重要的现实意义。本文采用AZ31B合金与GNPs-镁屑混合物进行“三明治”式的堆叠方法,制备了0.1wt.%、0.3wt.%、0.5wt.%、0.7wt.%
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石墨烯纳米片（Graphene Nanoplatelets,GNPs）作为一种良好的增强材料,但由于其具有较大的表面积和较差的润湿性,制备GNPs-镁基复合材料仍是一项具有挑战的任务。因此研究出一种能改善GNPs与镁基体之间润湿性的制备方法具有重要的现实意义。本文采用AZ31B合金与GNPs-镁屑混合物进行“三明治”式的堆叠方法,制备了0.1wt.%、0.3wt.%、0.5wt.%、0.7wt.%GNPs的AZ31B镁合金复合材料。用光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜分析了复合材料的各种微观组成和结构,AZ31B-0.5GNPs复合材料晶粒得到很好的细化,且GNPs能均匀稳定分布在基体上。室温力学性能表明,添加0.5wt.%的GNPs时,复合材料的显微硬度、屈服强度、极限拉伸强度、断裂应变有了较大的提升,分别增加了25.8%、44.1%、63.5%、27.5%。通过第一性原理计算,建立了Armchair和Zigzag手型GNPs垂直嵌入Mg（100）表面的界面模型以及GNPs水平嵌入Mg（111）表面的界面模型。对电子结构分析表明,GNPs垂直嵌入Mg（100）表面中的C原子与第一近位镁原子的结合强度高,能形成共价键,表明GNPs能作为镁以及合金的优秀增强相。但是水平嵌入Mg（111）表面的GNPs,界面的结合机制为物理吸附。此外,还建立了GNPs/Mg（111）掺杂不同Al原子浓度的界面模型。计算结果表明,Al原子的加入有利于界面的稳定性,一定浓度范围内随着Al原子浓度的增加,界面越稳定。
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