Структура и свойства алюмоматричных композитов, армированных графеном

И.Г. Бродова¹, И.Г. Ширинкина¹, Д.Ю. Распосиенко¹, А.Н. Петрова¹, Л.А. Елшина², С.В. Разоренов³

С помощью методов сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения изучены морфологические и размерные характеристики структурных составляющих композитов на основе алюминия с микродобавкой (0.1-0.2% мас.%) графена, синтезированных в расплаве технического алюминия под слоем солевого расплава. Рассмотрена трансформация литой структуры композита AlGr после динамического сжатия и динамического канально-углового прессования. Установлено, что композиты с деформированной субмикрокристаллической структурой имеют твёрдость в 1.5 раза выше, чем деформированный в таких же условиях алюминий, и в 2.5 раза выше, чем литой композит. Впервые измерены динамические свойства композитов в диапазоне скоростей деформации 10³-10⁵ с^-1. Из данных ударно-волнового эксперимента определено, что упруго-пластические характеристики (предел упругости Гюгонио и динамический предел текучести) композитов выше соответствующих характеристик неармированного алюминия на 35-40%. Предложены механизмы, объясняющие упрочняющую роль графена.

Рис. 1. Фрагмент нанопластинки графена в деформированном композите AlGr: а-светлопольное изображение; б-темнопольное изображение в рефлексе (100) графена: в- прямое разрешение кристаллической решётки графена (обратное Фурье преобразование изображения d=0.31785).

1. Mechanical properties of submicrocrystalline aluminium matrix composites reinforced by “in situ” graphene through severe plastic deformation processes / I.G. Brodova, A.N. Petrova, I.G. Shirinkina, D.Yu. Rasposienko, L.A. Yolshina, R.V. Muradymov, S.V. Razorenov, E.V. Shorokhov //  Journal of Alloys and Compounds.—2021.—V.859.—P.158387—158395.

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№АААА-А18-118020190116-6. Шифр «Структура».