本项目主要产品为石墨烯强化特种轻合金及其制备工具（新型专用搅拌头）两类。项目基于固态搅拌摩擦加工法，开发研制新型专用搅拌头，实现对轻合金（铝合金、镁合金等）的石墨烯增强复合化。本项目的核心技术是基于固态搅拌摩擦加工法（Solid-state Friction Stir Processing Technology,FSP）的复合材料制备技术。当前，常规石墨烯增强金属材料，多采用粉末冶金等技术生产，存在成本高昂、尺寸较小、效率低、性能受限等缺点。FSP法是全程固态加工技术，通过剧烈搅拌摩擦、塑性变形，可以很好混合石墨烯于轻合金基体内，普通数控机床即可实现，成本较低。FSP动态再结晶和搅拌摩擦作用，同时细化晶粒，提升材料性能。 本项目的核心创新点有两方面：一、开发出了基于液压技术的新型含纳米增强相特种搅拌头，快速高效完成FSP复合材料生产。二、研发了系列仿真控制软件，对制备材料微观结构精准预测设计。本项目涉及的创新技术，已取得1项国家发明专利授权、4项软件著作权授权、发表SCI论文10余篇。制备的复合材料，经北京工业大学国家级工程力学实验教学示范中心检测，强度和韧性分别达到415MPa（UTS）及8.4%(延伸率)。FSP技术全程为固态搅拌摩擦加工，沿袭了搅拌摩擦焊接（FSW）的优点，即环保无污染，无耗材、零排放。