《表4 不同GNPs下复合材料的力学性能》

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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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对复合材料进行拉伸试验和显微维氏硬度测试，结果见图6和表4。可见随着GNPs含量的增加，复合材料的抗拉强度、伸长率以及硬度都呈现先增后减的趋势。当GNPs含量为0.3%时，抗拉强度为162.8MPa，比原材料提高13.2%，其伸长率与硬度也略微提高；当GNPs含量增加至0.6%时，复合材料抗拉强度、伸长率和硬度（HV）达到最高，分别为180.2 MPa、5.5%和91.1，分别较未添加GNPs的提高了25.3%、243.8%和30.7%。复合材料的抗拉强度、伸长率和硬度提高，这是因为一是随着GNPs的加入，复合材料显微组织得到细化，尤其是在GNPs含量为0.6%时，晶粒细化最明显。根据细晶强化理论，复合材料的抗拉强度、伸长率、硬度均会得到提高；二是GNPs均匀分散在复合材料基体中，同时与基体形成了较强的界面结合，当受到外力时，载荷由基体转移到强度更高的GNPs上，GNPs可发挥其优异的力学性能特点，使基体材料能承受更高的强度，从而提高复合材料的力学性能[18]；三是较硬的GNPs与铝合金基体的杨氏模量、热膨胀系数等存在较大差异，这会使复合材料基体产生高密度位错，而高密度位错的塞积会阻碍其他位错的运动，从而提高复合材料力学性能[19，20]。当GNPs含量增加至0.9%时，其抗拉强度，伸长率及硬度比0.6%时略微下降，这是由于当GNPs达到0.9%时部分团聚，使复合材料晶粒细化不良；同时，GNPs团聚时造成缺陷，使复合材料的强度降低。