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一种陶瓷-石墨烯增强铜基复合材料的制备方法
摘要：
本文采用浸渍法制备了一种陶瓷-石墨烯增强铜基复合材料。在水中溶解多种化学试剂，将铝粉、陶瓷粉和石墨烯分散剂混入其中，并将复合材料浸泡于其中，通过烘干和高温真空烧结制备得到复合材料。通过SEM、XRD、TEM等测试手段对其进行了表征。结果表明，该复合材料具有较好的力学性能和导电性能，这证明了石墨烯的加入对于提高材料性能是有益的。
关键词：复合材料，陶瓷，石墨烯，烧结
Introduction:
铜基复合材料具有优异的力学性能和导电性能，是一种广泛应用于工业生产中的材料。而陶瓷和石墨烯具有优异的耐高温性能和机械强度，是目前研究的热点材料。因此，将这两种材料与铜基材料复合，可以得到一种具有更优异性能的铜基复合材料。本文将采用浸渍法制备一种陶瓷-石墨烯增强铜基复合材料，通过表征其力学性能和导电性能，探究石墨烯助力下的复合材料性能表现。
ExperimentalSection:
材料制备
将1g的陶瓷粉和0.2g的石墨烯分散剂加入50ml的去离子水中，并搅拌均匀。将5g的铝粉加入500ml的去离子水中，混合均匀后放入磁力搅拌器中搅拌至均匀。将陶瓷-石墨烯分散液加入铝粉溶液中，并继续搅拌10min。将制得的浸渍液离心干燥，然后将其放置于炉中，在200℃的条件下烘干3h。将干燥的样品以5℃/min的升温速度升温至1200℃，并在高真空条件下160min进行烧结。
材料表征
对样品进行SEM、XRD、TEM等测试，以分析其微观结构和成分。
结果与分析：
SEM图像显示，在复合材料中存在着颗粒状陶瓷颗粒和片状的石墨烯。在烧结过程中，铝燃烧放出的能量使铜熔化，流连陶瓷粉中，因此，陶瓷粒子可以与铜粒子充分相互作用，形成铜-陶瓷复合结构，这可以提高材料的强度和硬度。
TEM分析显示，石墨烯的分布均匀。石墨烯具有优良的导电性能，因此，石墨烯的加入使得复合材料的导电性能更好。
XRD测试发现，复合材料中的晶体结构和纯铜材料一致，但是晶粒尺寸有所变小。这是因为陶瓷颗粒和石墨烯的加入抑制了铜晶粒的长大，阻碍了晶体结构的生长。
对材料进行力学测试，复合材料的硬度较高，优于纯铜材料。
结论：
本文采用浸渍法制备了一种陶瓷-石墨烯增强铜基复合材料，并通过表征其微观结构和力学性能，探究了石墨烯助力下的复合材料性能表现。结果表明，该复合材料具有较好的力学性能和导电性能，这证明了石墨烯的加入对于提高材料性能是有益的，可以为后续材料设计提供一定的参考依据。但是，本研究还有待改进，例如研究石墨烯添加量对于材料性能的影响等。