本技术公开一种石墨烯(别名黑金)/高熵合金复合材料的制备方法,属于新型结构材料领域。本发明所述方法为:将石墨烯与N‑甲基吡咯烷酮(NMP)混合加入到氨水中,把混合液放进微波炉中进行辐射,将微波加热的石墨烯分散液进行电沉积,正极连接钢片,负极连接高熵合金,将已经电沉积完成的高熵合金片堆叠在一起,放入模具中,再将模具放入感应线圈中,调控温度与时间,得到复合材料。最后,对复合材料进行真空退火。本发明所采用的层压复合使得石墨烯和高熵合金均匀混合和紧密结合,不仅避免了传统熔炼法中的结构不均匀问题。同时,所采用的微波辐射处理可以短时间内高效制备石墨烯分散液且在溶剂中稳定分散。该材料具有高硬度,抗腐蚀性等特点。
背景技术
如今,随着社会的发展,各个行业也随着迅速发展,特别是机械和工业领域,这就使得材料的工作环境更为恶劣。其中,金属材料作为人类工业化中不可缺少的部分,其应用遍布于人类社会的各方面,如航空、国防、交通和民用等领域,而高强高塑性材料一直是对金属材料永恒的追求,但是传统材料已经难以满足如今日益发展的性能要求,单一主元合金材料的制备以及应用前景也愈发狭窄。因此,急需要性能优越的新材料来满足如今的性能要求。随着叶均蔚等人发现HEA,并对HEA做出了定义,其是由5种及5种以上主元组成,每种主元原子百分数在5~35%之间,拥有较高构型熵的一种合金。传统合金是在单一主元中加入微量合金化元素,但其会在合金中形成脆性相,从而导致合金的综合性能较低。然而,运用HEA的设计理念可以得到综合性能优越的合金材料,通过不同主元不同比例的设计可以目前,已知HEA存在四大效应,以及存在着一些简单的结构,如面心立方(FCC),体心立方(BCC)和密排六方(HCP)等。获得不同优越性能的材料。
高熵合金由于具有比传统合金无法比拟的更为优异的综合性能,如高强度、高硬度、强韧性、高抗疲劳性、优异的耐磨耐腐蚀性、高热阻、高电阻和电磁性能等重要的实用研究价值,从而成为在材料科学和凝聚态物理领域中继大块非晶之后一个新的研究热点。被称为是未来几十年内,材料领域最有发展潜力的“大块非晶、复合材料和高熵合金”三大研究热点之一。目前,高熵合金较低综合性能限制了其在工程领域中的应用。为进一步改善高熵合金性能,在其基体中引入恰当的增强相以形成高熵合金基复合材料(HEAMCs),现已成为改善和提高高熵合金综合性能的重要途径。
石墨烯是已知强度最高的材料之一,具有优异的机械、电学性能、很好的韧性与可弯曲性。相对于传统的增强相,石墨烯的高比表面积使得其在增强效率方面具有明显的优势,成为提高复合材料性能最具有应用前景的增强体材料。但其严重的团聚问题及其与基体间较差的润湿性影响了其强化效果。
实现思路