《表2 3D石墨烯/Cu-5%Sn复合材料的抗拉强度和伸长率》

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《粉末冶金法制备三维(3D)石墨烯增强铜基复合材料的性能》

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图2所示为3D石墨烯含量分别为0，0.1%，0.2%，0.3%和0.4%的3D石墨烯/Cu-5%Sn复合材料G0，G1，G2，G3和G4的拉伸应力–应变曲线，表2所列为材料的抗拉强度和伸长率。从图2看出，所有材料的应力–应变曲线均出现明显的屈服平台。并且随3D石墨烯含量增加，材料的抗拉强度下降。从表2可知，随3D石墨烯含量从0增加至0.4%，抗拉强度从201.33MPa下降到160.85 MPa，下降20.11%。这是因为随3D石墨烯增加，基体内孔隙增多，导致应力集中，从而萌生裂纹，使得材料的抗拉强度降低。与此同时，晶界处的3D石墨烯成为位错运动的障碍，对位错起到钉扎作用，使得材料的抗拉强度上升，但这种增强效果不足以抵消由于孔隙存在所产生的降低强度的效果，最终表现为抗拉强度随3D石墨烯含量升高而下降。3D石墨烯含量为0.1%和0.2%的材料伸长率分别为11.52%和10.93%，比基体材料Cu-5%Sn合金的10.43%明显提高，同时材料的抗拉强度与基体相比下降幅度不大。这是因为分散在界面处的3D石墨烯，裂纹扩展时起到阻碍作用，从而提高材料的韧性，这表明只需要添加0.1%和0.2%的3D石墨烯就能达到二维石墨烯的增强效果[13]。而当3D石墨烯含量超过0.2%时，复合材料的伸长率明显下降。