关键词： 导热界面材料   硅橡胶   石墨烯   氧化铝   协同效应  

摘要： 面对5G时代,高功率化、集成化设备器件的热管理已成为影响性能的关键因素,热管理技术的飞速发展对导热界面材料的柔软性、绝缘性、导热性及可靠性等提出了更高的需求。以二维片状石墨烯(GNP)和不同粒径的球形氧化铝(Al_(2)O_(3))为导热填料,对其进行改性以改善填料在硅橡胶基体中的分散性,增强界面间结合,减少界面热阻。然后采用热压原位固化工艺,利用球形Al_(2)O_(3)将各向异性的GNP形成褶皱结构,制备了改性球形Al_(2)O_(3)/褶皱结构石墨烯导热硅橡胶复合材料。探讨了导热填料的含量、复合材料样品厚度等对导热硅橡胶复合材料综合性能的影响。结果表明,当复合材料样品厚度为0.8 mm,GNP质量分数为8%,Al_(2)O_(3)质量分数为50%时,复合材料面内热导率可达12.058 W/(m·K),面外热导率可达5.097 W/(m·K)。复合材料具有较好的柔性,添加GNP和Al_(2)O_(3)后,断裂伸长率均超过120%,最高可达171.68%。另外,在GNP质量分数为5%,Al_(2)O_(3)质量分数为50%时,当调节复合材料厚度为2 mm时,其击穿电压能够达到3.5 kV,满足一定的绝缘性能要求;此时面内热导率为1.979 W/(m·K),面外热导率为1.231W/(m·K)。与传统共混浇铸制备的硅橡胶片相比,该策略能够形成互联导热网络以获得高导热性能硅橡胶片,在大功率电子器件领域具有巨大的应用前景。

关键词： 单金属原子   氮掺杂   石墨烯   氧还原反应   DFT模拟  

摘要： 为了研究Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的氧还原反应(ORR)活性,比较单金属原子和氮不同的掺杂方式对石墨烯ORR活性的影响.利用Materials Studio软件建立了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型,然后将氧气分子分别吸附在Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型表面上.采用CASTEP模块对构建的模型进行结构优化并模拟计算,分析了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的吸附能、脱附能和导电性变化规律.基于模拟计算,发现单金属原子掺杂石墨烯时,Fe掺杂石墨烯的ORR活性优于Co和Ni;单金属原子和氮共掺杂石墨烯时,Fe-N掺杂石墨烯的ORR活性高于Co-N和Ni-N掺杂石墨烯,且M-N4-G形态的ORR活性优于M-N1-G、M-N2-G和M-N3-G.

关键词： 环氧胶粘剂   石墨烯   多壁碳纳米管   复合添加GPE+MWCNTs   力学性能  

摘要： 为了提升胶粘材料的力学性能,考察了单独添加石墨烯(GPE)、单独添加多壁碳纳米管(MWCNTs)和复合添加GPE+MWCNTs对胶粘剂单搭接接头室温剪切强度和断裂伸长率的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,5组未改性胶粘剂试样的室温剪切强度和断裂伸长率平均值分别为14.98 MPa和1.79%;随着GPE含量从0.25%增加至1.5%,试样的室温剪切强度和断裂伸长率先增加后减小。随着MWCNTs含量从0.25%增加至1.5%,试样的室温剪切强度和断裂伸长率先增加后减小而后又增加的趋势。随着GPE+MWCNTs含量从0.25%增加至1.5%,试样的室温剪切强度和断裂伸长率先增加后减小而后又增加。复合添加GPE+MWCNTs对胶粘剂试样的室温剪切强度和断裂伸长率的提升效果要优于单独添加GPE或MWCNTs的胶粘剂试样。

关键词： 天然橡胶   纳米氧化铝   耐热氧老化性能   硫化过程   扩散能力   石墨烯   交联网络   抗老化性能  

摘要： 申请公布号CN117511009A(公布日期:2024-02-06,江苏斯诺达科技有限公司申请,发明人:王勇、王红),介绍了一种高性能耐热氧老化的天然橡胶及其制备工艺。本发明可有效提高天然橡胶的耐热氧老化性能,且自身性能提升明显,使得耐热氧老化的天然橡胶的适用范围更广;生物炭掺入天然橡胶能够较好地提高抗老化性能,纳米氧化铝可以提高天然橡胶中分子链的交联程度,进而削弱氧气在天然橡胶内部的扩散能力,从而降低天然橡胶的不均匀热老化程度;γ-氨丙基三乙氧基硅烷的氨基与石墨烯表面的酚羟基形成氢键作用,增加了石墨烯与纳米氧化铝、白炭黑和生物炭之间的作用强度,从而改善天然橡胶的各项物理机械性能,同时吸附在石墨烯片上的酚羟基能参与天然橡胶的硫化过程,使橡胶交联网络更加牢固。

关键词： P波段   石墨烯   电磁参数   反演计算  

摘要： 石墨烯由于其低密度质轻、损耗机制丰富等优势,在介电吸波材料领域被广泛应用。吸波材料的设计及应用都必须基于其在工作频段的电磁参数。本文基于穷举法计算了不同厚度的石墨烯材料实现P波段高性能吸波所需要的输入阻抗、介电常数以及频散关系,结果表明:较高的介电常数实部值和较低的介电常数虚部值才能更好地吸收P波段电磁波,尤其是需要低介电损耗性能。0.5~1 GHz频段范围内,介电常数虚实部差异缩小、实现高性能吸波的介电常数可行域可扩展至2~4个,且计算得到的反射率有效带宽可达0.52 GHz,通过合理调控厚度以及介电常数可实现高性能吸波。而在0.3~1 GHz频段范围内,介电常数实部是虚部的20倍,反射率曲线表现为吸收带宽仅为0.1 GHz的尖吸收峰,对虚实部需求各不相同且苛刻,这是该频段介电常数调控的难点,需要引入磁性材料来提升阻抗匹配以及电磁损耗能力。

关键词： 太西无烟煤   微波辐照   固相力化学   煤基石墨烯   天然橡胶   纳米复合材料  

摘要： 将无烟煤与路易斯酸催化剂CuCl_(2)混合均匀后置于微波场-固相剪切力场交替作用下进行固相反应,微波场使煤分子内温度达到煤基石墨烯化的反应温度,路易斯酸催化剂在高温环境下使煤分子进行烷基脱除反应,固相力化学反应器提供强大的剪切力场重复粉碎剥离,实现了太西无烟煤的直接石墨烯化,进而在固相剪切碾磨中实现了煤基石墨烯与天然橡胶(NR)的纳米级复合,成功制备出抗静电煤基石墨烯/天然橡胶纳米复合材料。通过工业分析、元素分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和原子力显微镜等手段分阶段表征了所制备纳米复合材料的结构与性能。结果表明,在氯化铜催化-固相剪切碾磨-微波辐照的共同作用下,可以实现太西无烟煤的粉碎、剥离、脱氧、脱烃、脱氢、芳香稠环,进而向石墨烯化方向发展,最终得到了3.5 nm厚度2D形貌的“煤基石墨烯(CB-GE)”;CB-GE可以实现对天然橡胶的增强和导静电功能化,当CB-GE质量分数为20%时,CB-GE/NR纳米复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和电导率分别达到22.36 MPa、278.8%和9.8×10^(-4)S/cm,与天然橡胶材料相比分别提高314.1%、40.52%和9个数量级,当CB-GE质量分数为4%时即可达到抗静电的要求。这表明所制备的CB-GE可以实现对天然橡胶的增强和导静电功能化。氯化铜催化-固相剪切力场-微波场综合作用技术进行无烟煤的石墨烯化过程几乎无“三废”产生,可提升制备煤基石墨烯复合材料的经济性。同时固相力化学复合技术可实现纳米级石墨烯化无烟煤在不同聚合物基体材料中的纳米分散和直接复合,可以得到定向煤基石墨烯/聚合物纳米复合材料。

关键词： MnFe_(2)O_(4)   graphene   electrochemical sensor   bisphenol A  

摘要： Manganese ferrite(MnFe_(2)O_(4))has the advantages of simple preparation,high resistivity,and high crystal ***,we have developed an electrochemical sensor utilizing graphene and MnFe_(2)O_(4) nanocomposites modified glassy carbon electrode(GCE),which is very efficient and sensitive to detect bisphenol A(BPA).MnFe_(2)O_(4)/graphene(GR)was synthesized by immobilizing the MnFe_(2)O_(4) microspheres on the graphene nanosheets via a simple one-pot solvothermal *** morphology and structure of the MnFe_(2)O_(4)/GR nanocomposite have been characterized through scanning electron microscopy(SEM),Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),X-ray diffraction(XRD)and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).In addition,electrochemical properties of the modified materials are comparably explored by means of cyclic voltammetry(CV),electrochemical impedance spectroscopy(EIS)and differential pulse voltammetry(DPV).Under the optimal conditions,the proposed electrochemical sensor for the detection of BPA has a linear range of 0.8-400μmol/L and a detection limit of 0.0235μmol/L(S/N=3)with high sensitivity,good selectivity and high *** addition,the proposed sensor was used to measure the content of BPA in real water samples with a recovery rate of 97.94%-104.56%.At present,the synthesis of MnFe_(2)O_(4)/GR provides more opportunities for the electrochemical detection of BPA in practical applications.

关键词： 缺陷石墨烯   旋转摩擦   拉伸应变   分子动力学   正交试验设计  

摘要： 采用分子动力学模拟方法,构建双层石墨烯旋转摩擦的原子模型,研究缺陷类型、浓度、尺寸效应、石墨烯堆叠方式等因素对其层间旋转摩擦特性的影响,并探讨应变工程的减摩效应.实验结果表明,缺陷类型和堆叠方式对石墨烯旋转摩擦特性的影响较为显著,缺陷类型的影响程度最高.当对底层石墨烯引入拉伸应变后,其旋转摩擦阻力发生衰减,且单空位缺陷与无缺陷模型的力矩递减趋势最为相似.对比研究底层石墨烯的压缩应变,发现其在一定范围内使得层间摩擦增大.本研究有助于缺陷石墨烯层间旋转摩擦特性理论的进一步完善.

关键词： 激光诱导石墨烯   原位掺杂   复合材料   柔性电极   传感器  

摘要： 激光诱导石墨烯(Laser induced graphene,LIG)是一种新型的石墨烯制备技术,该工艺是通过高能束辐照含碳基底实现三维网络结构石墨烯的快速生成。与传统的石墨烯制备工艺相比,LIG制备技术具有快速制备、可图案化、环境友好、微观形貌可控和成分可控等特点,因此受到了广泛的关注。本文总结了LIG近年的研究进展,包括前驱体的成分调控、光源的选择和LIG的微结构控制。同时也探究了近年来LIG的原位和非原位的修饰改性方法,阐述了LIG在柔性储能电极和传感器领域的应用,并对LIG在集能源、传感和检测一体化设备方向的发展进行展望。

关键词： 石墨烯增强材料   Rayleigh-Ritz法   自旋圆柱壳   Halpin-Tasi微观力学模型   弹性边界  

摘要： 目的为了研究旋转状态下功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GPLRC)圆柱壳的振动特性,方法基于改进的Halpin-Tsai微观力学模型与复合材料夹杂理论预测多种分布模式下石墨烯增强结构的等效材料属性。同时,考虑由旋转引起的科氏力与离心力作用,采用一阶剪切变形理论对FG-GPLRC自旋圆柱壳的能量表达式进行推导。之后,选取切比雪夫多项式构造位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法对FG-GPLRC自旋圆柱壳的行波振动特性进行分析,得到壳体的动力学微分方程进而求解出行波振动频率。最后,通过与现有文献数据进行对比,验证本文方法的准确性,并分析分层数、转速、石墨烯片的质量分数与分布模式等因素对旋转壳体振动特性的影响。结果石墨烯片分层数为10层时,即可实现对FG-GPLRC自旋圆柱壳振动特性的预测;石墨烯质量分数小于2%时,每增加0.5%,壳体的前后行波频率明显提高;在不同模态下,GPL-X分布模式的壳体行波频率最高,GPL-O分布模式最低,且行波频率随转速的提高而增大;弹性边界条件下,壳体行波振动频率随轴向半波数的增大而增加。结论石墨烯片在GPL-X分布模式下使得FG-GPLRC自旋圆柱壳的等效弹性模量增大,对壳体结构刚度的增强效果最佳,且前后行波频率与壳体转速同步增大。