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本文选取1060纯铝作为基材,采用搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)制备石墨烯/铝基复合材料,研究FSP工艺、石墨烯种类及其加入量等对复合材料成形、结构与性能的影响,在此基础上探索提高石墨烯分散、减少结构损伤的途径,分析石墨烯加入对复合材料力学和电学性能的影响机理。得到以下的结论:采用搅拌头旋转速度n=950r/min、行进速度v=37.5mm/min并经4道次FSP能获得成形良好,且石墨烯分散较为均匀的石墨烯/铝基复合材料。FSP过程在促进石墨烯堆垛剥离的同时,也会导致石墨烯晶体结构损伤。石墨烯的种类及加入量对复合材料宏观成形均有影响:在相同石墨烯加入量和FSP工艺下,还原氧化石墨烯较物理法的无氧化石墨烯更难分散;随石墨烯加入量的提高,分散难度增加,搅拌摩擦中心区出现石墨烯的贫瘠区,边界区则出现一定程度的石墨烯团聚。结合混粉的两步法FSP由于减少了搅拌针对石墨烯粉体的直接作用,石墨烯晶体的损伤明显降低,特别是采用湿法改性的方式,由于混粉过程石墨烯损伤小且石墨烯比较均匀地埋藏于铝粉中,减少了FSP过程中搅拌针对石墨烯的作用,石墨烯在复合材料中分散更好且结构更为完整。复合材料的性能与石墨烯种类、石墨烯加入量及石墨烯加入方式相关。石墨烯的种类主要影响复合材料的电学性能,采用物理法石墨烯为制备的复合材料导电性明显要好于还原氧化石墨烯的复合材料;随石墨烯加入量的提高,复合材料的显微硬度和抗拉强度均提高,当石墨烯加入量为2vol.%时,复合材料的显微硬度和抗拉强度分别达到47HV和143MPa,相比同等条件下加工的基材分别提高了74%和72.9%;对电导率而言,随石墨烯加入量的提高呈现先增后减的趋势,当石墨烯加入量为0.9vol.%时,复合材料的电导率为62%IACS,比同等条件加工的基材提升了16.9%,较1060纯铝也提高了6.8%;两步法FSP由于减少了石墨烯晶体的损伤,复合材料增强效果更佳,特别是利用湿法改性混粉进行添加的方式,在石墨烯加入量为0.9vol.%时,其抗拉强度和电导率为113MPa和67%IACS,较一步法FSP制备的复合材料进一步提高,比同条件加工的基材分别提高了约37.8%和15.5%。