石墨烯氧化物和碳纳米管增强钛基复合材料的协同强化效应

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采用热压烧结工艺成功制备了石墨烯氧化物（GO）和碳纳米管（CNT）增强的钛基复合材料。研究了GO含量对CNT分散性和粒径的影响，表征了Ti/GO-CNT复合材料的微观结构、物相结构和力学性能，并探讨了协同强化机制。结果表明：添加GO能显著改善CNT的分散性；在基体与增强体之间原位形成粒径为100~200 nm的TiC颗粒；烧结后CNT和GO仍保持部分完整结构。GO与CNT之间存在显著的协同效应，改善了复合材料的力学性能。当GO/CNT质量比为5:1时，复合材料的最大硬度和屈服强度分别为771.5 HV和1387.1 MPa，分别比纯钛提高150%和74%。当GO/CNT质量比为1:1时，协同强化效应达到最大值。研究结果表明GO和CNT的协同作用机制主要包括：GO改善了CNT的均匀分散，减少了缺陷聚集；原位生成的TiC颗粒通过弥散强化和晶界强化提高了复合材料的强度；GO和CNT的多重增强作用（载荷转移、裂纹偏转、界面强化）共同提升了复合材料的综合力学性能。

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