MXene/Cu界面协同增强铝基复合材料性能

摘要

铝基复合材料具有优良的抗过载、抗疲劳、拉重比大、可加工、耐腐耐磨等特性，因而已被广泛应用于电力行业的电力金具上.然而，现用纯铝合金材料抗拉强度不强，存在很大的应用局限，亟须高强度的铝合金材料来解决这一难题.此外，纯铝合金材料耐腐蚀性能、耐磨性能和导电性能无法满足电力金具的要求，成为制约行业发展的障碍.针对上述问题，该文以1060工业纯铝为研究对象，通过在纯铝上涂覆MXene/Cu复合材料，采用复合轧制工艺，来制备铝基复合材料.通过扫描电子显微镜和金相显微镜技术分析MXene/Cu在铝合金基体中分布情况，并观测铝合金基体形成的结合界面，同时采用微控电子万能试验机、维氏硬度机和电化学工作站分别对其力学性能、导电性能和耐腐蚀性进行测试.Cu粉和MXene粉末协同增强的铝基复合材料，通过18次累积叠轧后其屈服强度为178 MPa,抗拉强度为197 MPa,延伸率为15.4%,硬度为（47.88±2.3）HV,并展现出更好的电子电导率35.27 S·m^-1,表现出在电力金具上重要的应用前景.该项工作不仅实现了铝基复合材料导电性能、耐腐蚀性和力学性能增加，还建立了复合轧制工艺与合金显微组织综合性能间的关系，为高性能电力金具的开发提供了重要的借鉴意义.

关键词

铝基复合材料 / 协同增强 / 力学性能 / 导电性能