《表3 复合材料平均晶粒尺寸》

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《石墨烯纳米片增强铝基复合材料的制备及研究》

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图5为不同质量分数GNPs增强铝基复合材料的金相组织。利用Image-Pro软件测量并统计复合材料的晶粒尺寸，其平均晶粒尺寸见表3。从图5和表3可以发现，复合材料的晶粒尺寸和晶粒分布范围明显小于基体合金。同时，随着GNPs含量增加，近圆形状的组织也越来越多，这表明GNPs在精炼ZL101合金方面非常有效。从图5a、图5b和图5c看出，随着GNPs的加入，基体显微组织明显细化。当GNPs含量从0增加到0.3%时，平均晶粒尺寸由57.6μm细化至40.8μm；当GNPs含量增加至0.6%时，平均晶粒尺寸达到21.6μm，晶粒细化更为明显。根据异质形核理论，作为形核基底的GNPs可以增加铝合金凝固时形核核心的数量，铝合金以GNPs为核心形成大量小晶体，在随后的生长过程中，它们互相碰撞，彼此的生长空间受到抑制。随着GNPs含量增加，将形成更多的晶核，这将有效地抑制枝晶生长并获得细小的显微结构。然而，从图5d看出，随着GNPs含量进一步增加至0.9%，基体晶粒尺寸略微增加，这是由于随着GNPs含量增加，GNPs部分聚集，导致基体合金上的晶粒细化不良。