石墨烯增强钛铝合金自润滑复合材料粉末球磨后的形貌图。从图中可以看出复合材料粉末是由无数大小不一的颗粒组成，粉末的粒度大小范围较宽，既含有不规则形状的大颗粒，也包含几乎接近球形的小颗粒; 小颗粒混合于大颗粒中，可以弥补颗粒中的空隙，大幅度提高材料的强度和塑性; 石墨烯较大的比表面积易于与基体结合，从图中可以看出颗粒表面黏附一些“絮状”物质，放大后可知该“絮状”物质为薄纱的石墨烯，表明石墨烯均匀吸附于钛铝基体表面，石墨烯添加在钛铝合金基体中的含量较少，复合材料未发生明显的石墨烯团聚现象。当复合材料中石墨烯的加入量为0.3wt%时，复合材料的维氏硬度达到468HV，相比钛铝合金复合材料的硬度提高了11%，添加0.3wt%石墨烯复合材料的屈服强度由469MPa提高到555MPa，随着石墨烯含量的增加，复合材料的硬度和屈服强度逐渐增大，当石墨烯的添加量为0.7wt%，复合材料的硬度和屈服强度达到最大; 表明石墨烯的添加可以提高复合材料的硬度和屈服强度。从石墨烯增强钛铝合金自润滑复合材料的硬度和屈服强度结果表明，石墨烯作为增强相添加于复合材料中，一方面石墨烯与TiAl基体界面紧密结合，可以弥补复合材料的空隙，降低复合材料孔隙率; 在一定程度上石墨烯的加入阻止晶粒长大的速度，石墨烯造成晶界处位错堆积，抑制再结晶晶粒长大，起细晶强化的作用;另一方面，石墨烯可以作为介质传递载荷和转移应力，且石墨烯极高的硬度和强度，在受力过程中，裂纹要经过石墨烯由皱裂至展平的过程，使钛铝基体受到的应力相对减缓降低，石墨烯自身的高强度作用和石墨烯对复合材料的交互作用，使含有石墨烯复合材料的力学性能优良。
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