铝基复合材料的制备与性能研究

文章编号：2096 − 2983(2020)01 − 0001 − 08DOI: 10.13258/ki.nmme.2020.01.001

镀铜石墨烯铝基复合材料的制备及性能研究

赵看看， 张 柯， 刘 平， 李 伟， 陈小红， 周洪雷（上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093）

摘要：通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯，对氧化石墨烯进行化学镀铜处理。复合材料以纯铝为基体，镀铜氧化石墨烯为增强相。通过放电等离子烧结工艺制备不同质量分数的镀铜石墨烯铝基复合材料。通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM），X射线衍射仪（X-ray diffractometer, XRD）等表征材料的微观组织结构，利用微拉伸试验机测试材料的力学性能。结果表明，镀铜石墨烯质量分数达到0.15%时，镀铜石墨烯铝基复合材料综合性能达到最优，维氏硬度和抗拉强度分别达到56和224 MPa，比石墨烯铝基复合材料的维氏硬度和抗拉强度分别提高6%和24%，比纯铝的维氏硬度和抗拉强度分别提高30%和103%。镀铜石墨烯铝基复合材料具有较好的减磨性。关键词：石墨烯；化学镀铜；铝基复合材料；组织与性能中图分类号：TG 146.2 文献标志码：AResearch on Preparation and Properties of Cu-coatedGraphene Al-based Composites

ZHAO Kankan， ZHANG Ke， LIU Ping， LI Wei， CHEN Xiaohong， ZHOU Honglei(School of Materials Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

Abstract: Graphene oxide was prepared by modified Hummers method and then treated by chemical Cuplating. The composites consisted of pure Al as matrix and Cu-coated graphene oxide as reinforcingphase. The Cu-coated graphene Al-based composites with different mass fraction were prepared byspark plasma sintering. The microstructures of composites were characterized by scanning electronmicroscope (SEM) and X-ray diffractometer (XRD). The mechanical properties of composites weretested by micro-tensile apparatus. The results show that when the mass fraction of Cu-coated graphenereaches 0.15%, Cu-coated graphene Al-matrix composites exhibit the best comprehensive properties.The Vickers hardness and tensile strength are 56 and 224 MPa, which are 6% and 24% higher than thoseof graphene Al-matrix composite, and 30% and 103% higher than those of pure Al. The Cu-coatedgraphene Al-matrix composite have better antifriction performance.Keywords: graphene; chemical Cu plating; Al-matrix composites; microstructures and properties 有 色 金 属 材 料 与 工 程第 41 卷 第 1 期NONFERROUS METAL MATERIALS AND ENGINEERINGVol. 41 No. 1 2020

铝的重要化合物两性的探究

活动设计

安徽师范大学附属中学 曹淑芳 2 铝的重要化合物两性的探究

安徽师范大学附属中学 曹淑芳

一、教材分析

新课标人教版《普通高中化学课程标准》对化学1（必修）中金属及其化合物的内容要求为：“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。”与其相应的活动探究建议为“实验：铝盐和铁盐的净水作用。”

教材在第一章《从实验学习化学》和第二章《化学物质及其变化》的基础上，从第三章开始介绍具体的元素化合物的知识。《铝的重要化合物》是本章第二节第二个框题，是中学的基础知识，也是学生以后在工作和生活中经常要接触、需要了解和应用的基本知识。这些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识的材料，可以为化学2（必修）介绍的物质结构、元素周期表、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础；可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法；还能使学生真正认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面所起到的重要作用。

从知识点的安排上，人教版初中九年级化学下册的《金属的化学性质》一章中简单介绍到了金属铝和铝表面生成的一层致密氧化铝薄膜，没有进一步介绍铝的其他化合物的知识。学生对氧化铝只能是有个感性的认识，需要在这里进一步探究学习铝的氧化物和氢氧化物的两性知识。

二、 学情分析

此次课针对的学生是高中初入学，估计刚刚学习完化学1（必修）中的第一章《从实验学习化学》，第二章《化学物质及其变化》可能刚学习到离子反应和氧化还原反应，本章前面一节相应的金属知识也没有涉及，实际上是相当于初中化学知识技能储备的学生。由于初中化学已经学习到金属的初步知识，并且简单介绍了金属铝的致密氧化膜阻止铝进一步与氧气反应；同时，这节《铝的重要化合物》内容里并无涉及氧化还原反应，离子反应涉及也较少，所以，考虑将课的重点放到氢氧化铝的两性的探究上，从学生的实验基础和对氢氧化铝的酸性的强烈好奇的心理角度来分析，应该可以收到良好的效果。

碳化硅铝基复合材料

引言。

碳化硅铝基复合材料是一种新型的高性能陶瓷复合材料，具有优异的耐磨、高温、抗腐蚀等性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。本文将对碳化硅铝基复合材料的制备方法、性能特点以及应用领域进行详细介绍。

一、碳化硅铝基复合材料的制备方法。

碳化硅铝基复合材料的制备方法主要包括原料选择、混合、成型、烧结等步骤。首先，选择高纯度的碳化硅和铝粉作为原料，按一定的比例进行混合。然后将混合物进行成型，常见的成型方法包括压制成型、注射成型等。最后，将成型体进行高温烧结，使其形成致密的碳化硅铝基复合材料。此外，还可以通过添加其他元素或采用表面涂层等方法来改善材料的性能。

二、碳化硅铝基复合材料的性能特点。

1. 高温性能，碳化硅铝基复合材料具有优异的高温稳定性，可在高温环境下长期工作而不失效。

2. 耐磨性，该材料具有极高的硬度和耐磨性，适用于制造耐磨零部件，如机械密封件、轴承等。

3. 抗腐蚀性，碳化硅铝基复合材料能够抵抗酸碱腐蚀，具有良好的化学稳定性。

4. 导热性，该材料具有良好的导热性能，可用于制造高温导热部件。

三、碳化硅铝基复合材料的应用领域。

1. 航空航天领域，碳化硅铝基复合材料可用于制造航空发动机零部件、航天器热结构件等，具有轻质、高强度、耐高温等优点。

2. 汽车制造领域，该材料可用于制造汽车发动机缸套、刹车盘等耐磨零部件，提高汽车的使用寿命和性能。

3. 机械加工领域，碳化硅铝基复合材料可用于制造高速切削工具、磨料磨具等，具有优异的耐磨性和切削性能。

结论。

碳化硅铝基复合材料具有优异的高温、耐磨、抗腐蚀等性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。随着材料制备技术的不断进步，碳化硅铝基复合材料的性能将得到进一步提升，其应用领域也将不断扩大。因此，碳化硅铝基复合材料具有很大的发展潜力，值得进一步研究和推广应用。

SiCP/Al基复合材料的研究与进展

罗洪峰 林 茂 陈致水 廖宇兰

（海南大学机电工程学院 海南 570228）

摘 要： 综述了SiCP/Al基复合材料的国内外研究现状，从材料的选择、制备技术和性能等方面，分析了该材料发展过程中存在的一些问题，并且展望了该材料今后的发展。 关键词：铝基复合材料 碳化硅颗粒 研究进展

1、 前言

SiCP/Al基复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数

等优良的物理性能，且制造成本低，可用传统的金属加工工艺进行加工，引起了材料研究者

们的极大兴趣，在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出巨大的应用潜力。

从80年代初开始，国外投入了大量财力致力于颗粒增强铝基复合材料的研究，并已在航空

航天、体育、电子等领域取得应用。如DWA公司生产的25Vol%SiCP/6061Al基复合材料仪

表支架已用于Lockheed飞机的电子设备。美国海军飞行动力试验室研制成SiCP/Al基复合

材料薄板并应用于新型舰载战斗机。俄罗斯航空、航天部门将SiCP/Al基复合材料应用于卫

星的惯导平台和支承构件。国内从80年代中期开始在863计划的支持下，经过十几年的努

力，SiCP/Al基复合材料的研究方面有了很大提高，在材料组织性能、复合材料界面等方面

的研究工作己接近国际先进水平。

2、SiCP/Al基复合材料的制备工艺

目前用于生产颗粒增强铝基复合材料的工艺方法大体可分为四类：液态工艺（搅拌铸造、

液态金属浸渗、挤压铸造等）、固态法（粉末冶金等）、双相（固液）法（喷射共沉积、半固

态加工等）、原位复合法。

2.1、搅拌铸造法

搅拌铸造法是通过机械搅拌装置使增强体颗粒与固态或半固态的合金相互混合，然后浇

注成锭子的技术。与其它制备技术相比，该方法工艺设备简单、制造成本低廉，可以进行大

批量工业生产，而且可制造各种形状复杂的零件，因此是目前最受重视、用得最多的制备铝

基复合材料的实用方法。