1.一种石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料,其特征在于它是在含长周期结构镁合金基体中加入石墨烯制得,所述含长周期结构镁合金基体由镁合金粉末和镁合金板材组成,其中,石墨烯和镁合金粉末的质量比为1:3-5,石墨烯和镁合金粉末作为整体与镁合金板材的质量比为1:6-10;所述含长周期结构镁合金基体的组分及其质量百分比为:3wt.%~
9wt.%Y、1wt.% 3wt.%Zn、0.2 wt.% 2Ca、0.2wt.% 1wt.%Zr、0.2wt.% 0.8wt.%Sb,余量为Mg,~ ~ ~ ~将上述各组分采用熔炼工艺制备得到Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金,对Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金采用雾化法制粉得到镁合金粉末,对Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金采用均匀化处理得到镁合金板材。
2.根据权利要求1所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金的制备:采用熔炼工艺制备得到Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金;
(2)雾化法制粉:将步骤(1)制得的Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金放入预热的坩埚中,在真空条件下于600 680℃熔炼30 70min,得到镁合金熔液;将镁合金熔液过热50 150℃,然后~ ~ ~置于雾化装置进行雾化,得到镁合金粉末;
(3)镁合金板材的制备:将步骤(1)制得的Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金在520℃条件下均匀化处理4h,然后在450℃条件下轧制成镁合金板材;
(4)粉末混合:将石墨烯和步骤(2)制得的镁合金粉末在液氮的环境中进行球磨,使所述石墨烯粘附到所述镁合金粉表面,形成粉末混合物;
(5)粉末烘干:将步骤(4)制备得到的粉末混合物送入真空热处理炉中烘干;
(6)挤压:将步骤(3)制得的镁合金板材从中间截断得到第一层镁合金板材和第二层镁合金板材,将步骤(5)烘干后的粉末混合物均匀分散在第一层镁合金板材和第二层镁合金板材之间,然后将两层镁合金板材卷成圆棒,进行热挤压制得的石墨烯镁基复合材料;
(7)热处理:将挤压制得的石墨烯镁基复合材料先在200-300℃进行2-10h时效处理,然后在100-200℃进行16-36h二次时效处理。
3.根据权利要求1所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于所述步骤(1)采用熔炼工艺制备得到含长周期结构的Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金的方法如下:
1)配料:原料采用纯Mg、纯Zn、纯Ca、纯Sb、Mg-40wt%Y中间合金、Mg-20wt.%Zr中间合金,按照所述的质量百分比配料;
2)烘料:取纯Mg、纯Zn、纯Ca、纯Sb、Mg-40wt.%Y中间合金和Mg-20wt.%Zr中间合金在200
260℃预热4小时以上;
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3)熔Mg、Zn和Ca:采用坩埚电阻炉将烘干后的纯镁熔化,待纯镁熔化后,在680 720℃加~入纯Zn,待纯Zn熔化后,熔体温度回升至680 720℃时加入纯Ca;
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4)加Y、Zr和Sb:待纯Ca熔化后,熔体温度达到730 760℃时加入Mg-40wt.%Y中间合金,~待Mg-40wt.%Y中间合金熔化后,熔体温度回升至730 760℃时加入Mg-20wt.%Zr中间合金,~待Mg-20wt.%Zr中间合金熔化后,熔体温度回升至700 740℃时加入纯Sb;
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5)浇注:待纯Sb完全熔化,搅拌后得到镁液,将镁液温度升至740 760℃保温25分钟,然~后降温至720 740℃,不断电精炼8分钟,精炼后在720 740℃静置10分钟,然后撇去表面浮~ ~渣并进行浇铸制得Mg-Y-Zn-Ca-Zr-Sb镁合金,浇铸用模具预先加热至200 260℃。
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4.根据权利要求2所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中石墨烯和镁合金粉末的质量比为1:3-5;球磨时的球料比为2-6:1、转速为70-150r/mim、球磨时间为1-4h。
5.根据权利要求2所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中石墨烯的平均粒径为10-20μm,所述镁合金粉末的平均粒径为20-60μm。
6.根据权利要求2所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中粉末混合物在真空热处理炉中的干燥温度为120-180℃、干燥时间为2-4h。
7.根据权利要求2所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中烘干后的粉末混合物和镁合金板材的质量比为1:6-10。
8.根据权利要求2所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中镁合金板材的表面粗糙度为0.8-2μm。
9.根据权利要求2所述的石墨烯增强的含长周期结构镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中的挤压温度为350-450℃,往复挤压4-12次,往复挤压的单道次变形量≥20%。