多孔鈦有耐磨性、耐蝕性、良好的生物相容性、較大的比表面積和優(yōu)良的吸附性,使其在催化劑載體、生物醫(yī)用、電極材料[1]和航空航天[2]等領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注
但是,“超輕高強(qiáng)”多孔鈦的制備和研究仍處于起步階段
選區(qū)激光熔化(SLM)技術(shù)具有設(shè)計(jì)自由度高、近凈成型和零件結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用[3]
添加增強(qiáng)相如TiC和稀土等,可提高多孔Ti及其合金的力學(xué)性能
Attar等[4]用SLM技術(shù)制備TiB2/Ti復(fù)合材料,在制備過(guò)程中TiB2與Ti基體發(fā)生反應(yīng)生成的TiB顆??墒咕Я<?xì)化,顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能
張美麗等[5]用粉末冶金法制備Nb/Ti多孔材料,研究了Nb含量對(duì)多孔結(jié)構(gòu)性能的影響,發(fā)現(xiàn)Nb含量為30%的多孔材料綜合性能最好
Chen等[6]用粉末冶金法制備Ti/Ag合金,發(fā)現(xiàn)隨著Ag含量的提高其力學(xué)性能和耐蝕性能都顯著提高
石墨烯(Gr),是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料[7]
已有研究表明[8],這種獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能
在材料基體中加入石墨烯少量就可提高復(fù)合材料的性能,但是過(guò)多的石墨烯則易團(tuán)聚,影響材料的性能
羅軍明等[9]用微波燒結(jié)法制備石墨烯-Cu/TC4復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)鍍銅石墨烯的加入使材料的力學(xué)性能顯著提高
胡增榮等[10]用激光燒結(jié)法制備Gr/Ti復(fù)合材料,石墨烯的加入使Gr/Ti復(fù)合材料的耐蝕性能大幅提高
Mu等[11]用放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)制備出Gr/Ti復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)Ti和石墨烯界面處的碳化物對(duì)提高其拉伸性能起關(guān)鍵作用
Q Yan等[12]用SLM技術(shù)制備出超高強(qiáng)Gr/Ti復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)其綜合性能優(yōu)于用放電等離子燒結(jié)工藝制備的Gr/Ti復(fù)合材料
Lin等[13]研究了球磨時(shí)間對(duì)石墨烯在SLM成型過(guò)程中分散程度的影響,并制備出抗拉強(qiáng)度更高的Gr/TC4復(fù)合材料
沈建明等[14]用激光熔化沉積技術(shù)制備出Gr/TC4復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)石墨烯的加入使材料晶粒明顯細(xì)化
本文以石墨烯作為增強(qiáng)相用SLM技術(shù)制備多孔Gr/Ti復(fù)合材料,研究石墨烯對(duì)其孔結(jié)構(gòu)、物相、微觀組織和力學(xué)性能的影響
1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 實(shí)驗(yàn)用材料
實(shí)驗(yàn)用原料有鈦粉和多層石墨烯納米片
鈦粉的化學(xué)成分列于表1
粉體顆粒的形貌如圖1a所示,可見(jiàn)鈦粉的純度高、球形度良好,粒徑范圍為30~60 μm
聲明:
“石墨烯調(diào)控3D打印功能鈦的組織和性能” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)