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摘要：随着科技水平和现代体育的发展，人们对体育运动器械的要求也在一步步提高，促使对新材料的热潮出现。而新材料制作而成的体育用品也是运动员竞技成绩的重要推动力。其中出现了石墨烯镁合金等新型材料，文章主要论述了石墨烯技术在体育运动材料中的发展以及应用状况，通过将石墨烯材料与其他复合材料做对比得出石墨烯技术在体育运动中材料中更具有的优势。其具有抗腐蚀性和耐磨损性良好的特性，而且其力学性能好，这就为日后石墨烯技术在体育运动材料中的应用打下了基础，具有促进发展的应用价值。
关键词：石墨烯技术;体育运动材料;力学性能
中图分类号：TQ342+.742
文献标识码：A
文章编号：1001-5922（2020）07-0059-03
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们越来越注重生活质量和体育健康，而体育器材是体育运动的基础。在科技迅速发展的今天，科学技术已经影响到人们生活的方方面面，在注重健康和体育运动的同时，人们也开始关注体育器材。而体育器材也是影响竞技运动员体育成绩的重要因素之一[1]，因此，新材料的出现对体育运动器材行业是一个新的大陆。其具有特殊的性能
在体育运动材料占有着不可替代的位置，石墨烯技术的发展对体育运动材料来说具有极大的促进作用[1]，将会为体育运动材料行业带来巨大的发展。
1体育运动材料的发展及意义
随着科技水平和综合国力的发展，现代体育竞争背后是科技和综合国力的较量。而先进的材料是体现科技和综合国力的重要因素之一，而且将新材料运用到体育运动材料领域是至关重要的。
1.1材料的发展
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是现代文明的三大支柱之一，更是人类发展的历史证明。目前，世界上的材料种类繁多，其中传统材料也已经有近百万种，而随着科技的发展，新型材料也以迅猛的速度在增加着。
1.2体育器材中材料的发展和影响
材料在体育运动器材中的应用经历了从传统到现代新型体育器材的应用。其在体育运动材料中扮演的角色的程度和起到的作用也在发证着改变。具体如图1所示。
2新型材料对体育运动材料的影响
随着科技水平和综合国力的发展，人们在注重健康和体育运动的同时，也开始关注体育器材。而科技的发展也推动了体育运动器材材料的发展，新型材料的出现和发展，对体育运动材料行业来说无疑是新的发现，其特有的优良特性将在体育运动材料行业发挥不可替代的作用。
石墨烯及其复合材料具有优良的热学性能与力学性能，将其运用到体育运动器材领域将会发挥不可替代的作用。例如将石墨烯及其复合材料运用到球拍制作中，利用其力学性能可以提高球拍的性能，如在2014年胜利推出的TK9000型球拍，其在原有基础上使用了石墨烯极大的提高了球拍的质量，使得该球拍成为时下的明星产品。该球拍可以增加攻击性能，减少人体能量的消耗。而且石墨烯还在运动服装领域发挥了重要作用，其具有的超强抗菌抑菌性能被应用，而且石墨烯还具有透气和防紫外线的性能，明星级运动服中都已经将其应用于其中了。比如世界上推出第一款民用版石墨烯头盔的西班牙骑车头盔品牌catlike，其推出的石墨烯头盔具有质地轻便和材质坚硬的特点，最大程度上减轻了运动员的负重，而且起到了很强的保护作用。在其他体育项目器材里，石墨烯也在起到重要的作用。如在撑杆运动中，使用石墨烯材料制作而成的器材给运动员提供了新动力，很大程度上帮助了运动员提高了成绩。
3试验材料与方法
3.1试样材料
选用工业级的镁、Al、锌、Mn粉和石墨烯做实验，混合制作出石墨烯镁基复合材料用于体育运动材料领域里，石墨烯镁基复合材料的制备流程如图2所示m。运用了石墨烯增强体和Jsm6510 scanning electron microscope。试样在Sb-100ultrasonic cleaning machine中进行了超声分散，而且在分散过程中加入适量的酒精，是为了促进石墨烯分散。Graphene magnesium matrix composite的化学成分如表1所示。
3.2试验方法
采用Px-15metallographic microscope对实验制备的石墨烯镁基复合材料进行观察分析。采用D8advance X-ray diffractometer分析X射線衍射;采用Cmt4000 electronic universal testing machine测试其力学性能，分别测试了在-20C、20C和300C的温度值期间，而且对拉伸断口进行了分析5，采用Jsm6510scanning electron microscope;在温度分别为20C、120C和350C时，采用了Mmud-5b high temperature friction and wear tester对耐磨性能进行了测试，设定实验的磨损载荷为100N，磨损转速为250Y/min，磨损时间为10min，相对滑动速度为90mm/min。
4试验结果及试验讨论
4.1力学性能测试
该试验采用石墨烯镁基复合材料和AZ31型商用镁合金进行研究分析，在温度分别为-20C、20C和300C时对其力学性能进行测试，测试结果如表2所示。从表2中可以看出，石墨烯镁基复合材料的拉伸强度不论是在-20C、20C还是300C时进行测试，其拉伸强度均高于AZ31型商用镁合金。当温度在-20C时，其拉伸强度从106MPa增加到537MPa，增加了415%;当温度在20C时，其拉伸强度从267MPa增加到548MPa，增加了107%;当温度在300C时，其拉伸强度从84MPa增加到525MPa，增加了530%。此外，从表2还可以看出，当温度为20C和300C时，AZ31型商用镁合金的伸长率和石墨烯镁基复合材料旗鼓相当，但是当温度为-20C时，石墨烯镁基复合材料的伸长率比AZ31型商用镁合金高。因此，可以得出石墨烯镁基复合材料的力学性能比AZ31型商用镁合金优良许多。 4.2耐磨损性能测试结果
该试验采用石墨烯镁基复合材料和AZ31型商用镁合金进行研究分析，在温度分别为-20C、150C和350C时对其耐磨损性能进行测试，测试结果如图3所示"。从图中可以看出，石墨烯镁基复合材料的耐磨损体积不论是在20C、150C还是350C时进行测试，其耐磨损体积均低于AZ31型商用镁合金，其耐磨损性能更高。当温度为20C时，该石墨烯镁基复合材料的体积与AZ31型商用镁合金相比，其体积从101.92X10.4'mm？减少到11.44x10.4*mm'，减少了92.56%;当温度为150C时，其体积从191.36x10.4*mm减少到19.76x10.4'mm'，减少了93.6%;当温度为350C时，其体积从302.64x10.4'mm？较少到28.08x10.4*mm，减少了94.64%。因为材料的耐磨损性越高，磨损体积就会越小。因此，墨烯镁基复合材料和AZ31型商用镁合金进行对比，石墨烯镁基复合材料耐磨损性更高，更适用于体育运动材料领域
5结语
随着科技的发展，新型材料的出现给体育运动材料领域带来了新鲜的血液，其具有的特殊性能在体育运动材料领域发挥着不可替代的作用”。通过以上研究对比结果得出，石墨烯镁基复合材料与其他类型材料耐磨性难高，力学性能更好，更加适用于体育运动材料领域。科技和体育运动的不断发展，石墨烯镁基复合材料也将会逐步得到重用，同时体育器材也将会向智能化发展，石墨烯技术在体育运动材料中的应用也将会逐渐提升10。
参考文献
[1]李硕.新型材料对体育器材影响现状分析[J].当代化工研究，2017（08）：15-17.
[2]何鹏.新材料在体育器材中的应用[J].山西化工，2018（04）：135-136+144.
[3]张丽萍.体育器材用石墨烯镁基复合材料的制备与性能分析[J].热加工工艺，2015（12）：140-142.
[4]吴小茂.基于新型镁基复合材料的体育器材性能研究[J].合成材料老化与应用，2019（04）：99-101+111.
[5]高鵬，周鸿.体育器械用碳纤维复合材料的工艺优化与性能研究[J].合成材料老化与应用，2019（04）：91-94+156.
[6]张宁.体育器材用石墨烯镁基复合材料的制备与性能分析[J].粘接，2019（07）：120-123.
[7]孙晋媛.基于高新材料在体育器材中的应用[J].粘接，2019（06）：82-84.
[8]闫雪锋.体育器材用石墨烯表面改性与表征[J].化学与粘合，2019（06）：464-466+476.
[9]李江敏共话合作力谋发展2018中国石墨烯纤维发展联盟年会在济南召开[J].纺织服装周刊，2019（01）：6.
[10]黄珂.基于碳材料在体育器材中的应用[J].粘接，2019（06）：65-67.
关键词：石墨烯技术;体育运动材料;力学性能
中图分类号：TQ342+.742
文献标识码：A
文章编号：1001-5922（2020）07-0059-03
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们越来越注重生活质量和体育健康，而体育器材是体育运动的基础。在科技迅速发展的今天，科学技术已经影响到人们生活的方方面面，在注重健康和体育运动的同时，人们也开始关注体育器材。而体育器材也是影响竞技运动员体育成绩的重要因素之一[1]，因此，新材料的出现对体育运动器材行业是一个新的大陆。其具有特殊的性能
在体育运动材料占有着不可替代的位置，石墨烯技术的发展对体育运动材料来说具有极大的促进作用[1]，将会为体育运动材料行业带来巨大的发展。
1体育运动材料的发展及意义
随着科技水平和综合国力的发展，现代体育竞争背后是科技和综合国力的较量。而先进的材料是体现科技和综合国力的重要因素之一，而且将新材料运用到体育运动材料领域是至关重要的。
1.1材料的发展
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是现代文明的三大支柱之一，更是人类发展的历史证明。目前，世界上的材料种类繁多，其中传统材料也已经有近百万种，而随着科技的发展，新型材料也以迅猛的速度在增加着。
1.2体育器材中材料的发展和影响
材料在体育运动器材中的应用经历了从传统到现代新型体育器材的应用。其在体育运动材料中扮演的角色的程度和起到的作用也在发证着改变。具体如图1所示。
2新型材料对体育运动材料的影响
随着科技水平和综合国力的发展，人们在注重健康和体育运动的同时，也开始关注体育器材。而科技的发展也推动了体育运动器材材料的发展，新型材料的出现和发展，对体育运动材料行业来说无疑是新的发现，其特有的优良特性将在体育运动材料行业发挥不可替代的作用。
石墨烯及其复合材料具有优良的热学性能与力学性能，将其运用到体育运动器材领域将会发挥不可替代的作用。例如将石墨烯及其复合材料运用到球拍制作中，利用其力学性能可以提高球拍的性能，如在2014年胜利推出的TK9000型球拍，其在原有基础上使用了石墨烯极大的提高了球拍的质量，使得该球拍成为时下的明星产品。该球拍可以增加攻击性能，减少人体能量的消耗。而且石墨烯还在运动服装领域发挥了重要作用，其具有的超强抗菌抑菌性能被应用，而且石墨烯还具有透气和防紫外线的性能，明星级运动服中都已经将其应用于其中了。比如世界上推出第一款民用版石墨烯头盔的西班牙骑车头盔品牌catlike，其推出的石墨烯头盔具有质地轻便和材质坚硬的特点，最大程度上减轻了运动员的负重，而且起到了很强的保护作用。在其他体育项目器材里，石墨烯也在起到重要的作用。如在撑杆运动中，使用石墨烯材料制作而成的器材给运动员提供了新动力，很大程度上帮助了运动员提高了成绩。
3试验材料与方法
3.1试样材料
选用工业级的镁、Al、锌、Mn粉和石墨烯做实验，混合制作出石墨烯镁基复合材料用于体育运动材料领域里，石墨烯镁基复合材料的制备流程如图2所示m。运用了石墨烯增强体和Jsm6510 scanning electron microscope。试样在Sb-100ultrasonic cleaning machine中进行了超声分散，而且在分散过程中加入适量的酒精，是为了促进石墨烯分散。Graphene magnesium matrix composite的化学成分如表1所示。
3.2试验方法
采用Px-15metallographic microscope对实验制备的石墨烯镁基复合材料进行观察分析。采用D8advance X-ray diffractometer分析X射線衍射;采用Cmt4000 electronic universal testing machine测试其力学性能，分别测试了在-20C、20C和300C的温度值期间，而且对拉伸断口进行了分析5，采用Jsm6510scanning electron microscope;在温度分别为20C、120C和350C时，采用了Mmud-5b high temperature friction and wear tester对耐磨性能进行了测试，设定实验的磨损载荷为100N，磨损转速为250Y/min，磨损时间为10min，相对滑动速度为90mm/min。
4试验结果及试验讨论
4.1力学性能测试
该试验采用石墨烯镁基复合材料和AZ31型商用镁合金进行研究分析，在温度分别为-20C、20C和300C时对其力学性能进行测试，测试结果如表2所示。从表2中可以看出，石墨烯镁基复合材料的拉伸强度不论是在-20C、20C还是300C时进行测试，其拉伸强度均高于AZ31型商用镁合金。当温度在-20C时，其拉伸强度从106MPa增加到537MPa，增加了415%;当温度在20C时，其拉伸强度从267MPa增加到548MPa，增加了107%;当温度在300C时，其拉伸强度从84MPa增加到525MPa，增加了530%。此外，从表2还可以看出，当温度为20C和300C时，AZ31型商用镁合金的伸长率和石墨烯镁基复合材料旗鼓相当，但是当温度为-20C时，石墨烯镁基复合材料的伸长率比AZ31型商用镁合金高。因此，可以得出石墨烯镁基复合材料的力学性能比AZ31型商用镁合金优良许多。 4.2耐磨损性能测试结果
该试验采用石墨烯镁基复合材料和AZ31型商用镁合金进行研究分析，在温度分别为-20C、150C和350C时对其耐磨损性能进行测试，测试结果如图3所示"。从图中可以看出，石墨烯镁基复合材料的耐磨损体积不论是在20C、150C还是350C时进行测试，其耐磨损体积均低于AZ31型商用镁合金，其耐磨损性能更高。当温度为20C时，该石墨烯镁基复合材料的体积与AZ31型商用镁合金相比，其体积从101.92X10.4'mm？减少到11.44x10.4*mm'，减少了92.56%;当温度为150C时，其体积从191.36x10.4*mm减少到19.76x10.4'mm'，减少了93.6%;当温度为350C时，其体积从302.64x10.4'mm？较少到28.08x10.4*mm，减少了94.64%。因为材料的耐磨损性越高，磨损体积就会越小。因此，墨烯镁基复合材料和AZ31型商用镁合金进行对比，石墨烯镁基复合材料耐磨损性更高，更适用于体育运动材料领域
5结语
随着科技的发展，新型材料的出现给体育运动材料领域带来了新鲜的血液，其具有的特殊性能在体育运动材料领域发挥着不可替代的作用”。通过以上研究对比结果得出，石墨烯镁基复合材料与其他类型材料耐磨性难高，力学性能更好，更加适用于体育运动材料领域。科技和体育运动的不断发展，石墨烯镁基复合材料也将会逐步得到重用，同时体育器材也将会向智能化发展，石墨烯技术在体育运动材料中的应用也将会逐渐提升10。
参考文献
[1]李硕.新型材料对体育器材影响现状分析[J].当代化工研究，2017（08）：15-17.
[2]何鹏.新材料在体育器材中的应用[J].山西化工，2018（04）：135-136+144.
[3]张丽萍.体育器材用石墨烯镁基复合材料的制备与性能分析[J].热加工工艺，2015（12）：140-142.
[4]吴小茂.基于新型镁基复合材料的体育器材性能研究[J].合成材料老化与应用，2019（04）：99-101+111.
[5]高鵬，周鸿.体育器械用碳纤维复合材料的工艺优化与性能研究[J].合成材料老化与应用，2019（04）：91-94+156.
[6]张宁.体育器材用石墨烯镁基复合材料的制备与性能分析[J].粘接，2019（07）：120-123.
[7]孙晋媛.基于高新材料在体育器材中的应用[J].粘接，2019（06）：82-84.
[8]闫雪锋.体育器材用石墨烯表面改性与表征[J].化学与粘合，2019（06）：464-466+476.
[9]李江敏共话合作力谋发展2018中国石墨烯纤维发展联盟年会在济南召开[J].纺织服装周刊，2019（01）：6.
[10]黄珂.基于碳材料在体育器材中的应用[J].粘接，2019（06）：65-67.