石墨烯铜基复合材料

强塑韧性均衡

Ti2SnC原位分解生成的TiC层改善了石墨烯与铜基体的界面结合，从而提升了复合材料的强度与塑性。

Jun, Xiao · 李小强 · Qi, Jiang · 屈盛官 · Yang, Chao

Journal of Alloys and Compounds 2025

参数信息

屈服强度

308 MPa

拉伸强度

490 MPa

断裂延伸率

20 %

技术优势

强度大幅提升

Ti2SnC 原位分解生成的 TiC 中间层增强了石墨烯与铜基体的界面结合，使载荷更有效地传递到增强相上，从而大幅提高强度。

延展性不下降

层状石墨烯能缓解 Ti2SnC 原位分解产生的畸变场，促进裂纹偏转，使复合材料在强度提高的同时仍保持 20% 以上的延伸率。

工艺简单可靠

通过化学气相沉积在铜粉上生长石墨烯，再与 Ti2SnC 混合后进行放电等离子烧结，整个过程易于实施，适合实验室规模制备。

应用场景

• 高强高导铜合金：在保持导电性的同时提升强度，用于电接触材料、引线框架等。
• 金属基复合材料：作为金属基复合材料的典型体系，验证了多相协同增强的可行性。
• 结构材料轻量化：在保持延展性的同时提高强度，有助于减轻结构件重量而不牺牲可靠性。
• 导电导热部件：良好的导热性和强度使其适用于散热器、热沉等场合。