关键词： 导热涂层   散热   石墨烯   环氧涂层  

摘要： 为提高冷冻设备中蒸发器的散热效率,以水可分散功能化石墨烯作为填料,通过相转移方法将其分散到环氧树脂基体中,在不锈钢基材上成功制备出石墨烯/环氧导热涂层。并对其导热性以及耐腐蚀性能进行研究。结果表明:不同石墨烯含量的涂层导热性能有显著差异,当石墨烯添加量为9%时,导热率高达5.82 W/(m·K),可实现快速散热,且具有优异的耐水性、耐酸性,在适量的石墨烯添加量时,可获得防腐性能优异的导热涂层。相比无涂层试样,添加9%石墨烯的导热涂层在室温下传热过程的最大温差可达5℃,-80℃条件下的最大温差可达16℃,这一涂层在速冻领域有潜在应用价值。

关键词： 聚脲润滑脂   石墨烯   减摩   抗磨   流变学性能   高温  

摘要： 目的保证轴承体系的安全性和可靠性,研究轴承润滑脂在不同工作温度下的摩擦学性能和流变学性能。方法用机械剥离法制备的石墨烯作为聚脲脂的润滑添加剂,通过四球摩擦试验机、旋转流变仪,研究石墨烯在不同工作温度下对聚脲润滑脂流变行为和摩擦学性能的影响,并通过三维轮廓仪、扫描电子显微镜和拉曼光谱仪对磨斑形貌和结构进行分析。结果添加石墨烯润滑添加剂使聚脲润滑脂的高温硬化现象明显改善,同时提高了聚脲润滑脂的结构稳定性和抗剪切能力。工作温度为75、150℃时,与空白聚脲润滑脂相比,含1.0%(质量分数)石墨烯的聚脲润滑脂润滑下的轴承钢摩擦副的摩擦系数和磨斑直径分别降低49%、20%和10%、20%。随着工作温度的升高,含石墨烯的聚脲润滑脂样品在钢滑动表面形成的沉积膜的结构有序化碳的含量稍有下降,但与空白聚脲润滑脂相比,石墨烯-聚脲润滑脂沉积膜的结构有序化碳含量高得多。结论结构有序化碳的形成对提高基础脂的减摩抗磨性能起至关重要的作用,石墨烯润滑添加剂还可以有效改善聚脲润滑脂的高温硬化性能、胶体稳定性以及稠化剂的结构稳定性。

关键词： 柚子皮   活性炭   氧化石墨烯   超级电容器  

摘要： 以柚子皮为原料、采用水热浸渍法在氢氧化钾活化作用下制备得到柚子皮基生物质活性多孔炭材料。然后以乙醇和水作为溶剂,采用水热法将柚子皮基活性炭与氧化石墨烯进行复合,通过红外、扫描电镜、热重分析等方法表征了复合活性炭的化学结构和微观形貌,最后采用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗测试等方法对柚子皮基复合活性炭电极的电化学性能进行了比较。结果表明:800℃活化1h和1.0A/g的条件下得到活性炭电极材料比电容可达218.6F/g,说明该活性炭材料具有优异的电化学性能,有望应用于超级电容器领域。

关键词： 滚动轴承   角接触球轴承   润滑   石墨烯   多相流  

摘要： 为探究高速旋转状态下油气负载石墨烯润滑特性,以B7003C轴承为研究对象,通过有限元软件建立其三相润滑流场的数值模型,考虑石墨烯纳米颗粒参数对润滑的影响,观察润滑油和石墨烯纳米颗粒在轴承腔内的分布和变化,结果表明:轴承腔内石墨烯润滑油的体积随时间延长而增大,一段时间后润滑油总体积与分布状态在轴承腔内随时间脉动循环;石墨烯质量分数增加改变了基础油的润湿性,增大了相同工况下轴承腔内油的含量,进而改善了轴承润滑状态;石墨烯纳米颗粒在轴承腔内的运动轨迹和分布与其粒径尺寸有关,小粒径石墨烯扩散速度更快,主要参与钢球与内沟道润滑,更易从轴承腔入油口一侧溢出;大粒径石墨烯主要参与钢球与外沟道润滑,更易从油气入口侧进入轴承腔内参与润滑。

关键词： 上浆剂   石墨烯   碳纤维   力学性能   聚乙二醇分散剂  

摘要： 使用聚乙二醇作为分散剂,将石墨烯添加到环氧树脂乳液型上浆剂里改性上浆剂,通过测试不同浆液粒径、表面张力、旋转黏度反应上浆液稳定性;通过测试纤维幅宽、直挺度、耐磨性反应纤维加工性能;研究上浆剂改性后对纤维力学性能的影响。结果表明增加了聚乙二醇分散剂的石墨烯环氧树脂乳液稳定性好,纤维更容易上浆。纤维幅宽可以增加0.5 mm,直挺度可以提高1~2 cm,毛丝量可以减少50%~60%。碳纤维力学性能也有提高,尤其是添加了聚乙二醇2000的石墨烯乳液,纤维拉伸强度提高8%。

关键词： 石墨烯纳米片   强度   氯离子扩散   硫酸盐侵蚀   微观结构  

摘要： 本工作研究了石墨烯纳米片(GNP)对水泥砂浆抗氯离子扩散性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并采用热重分析法、压汞分析法、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析对GNP复合水泥砂浆的微观形貌和水化产物类别进行了表征,解释了GNP增强水泥砂浆抗氯离子扩散性能和抗硫酸盐侵蚀性能的机理。结果表明:与普通水泥砂浆相比,掺入0.1%水泥质量的GNP后,水泥砂浆的28 d抗压、抗折强度分别提高了11.1%和12.7%,表面氯离子浓度和扩散系数分别减小了36.8%和11.3%,经硫酸盐侵蚀后质量损失率为0.44%,抗蚀系数提升至0.9;GNP对水泥水化的产物类别没有影响,但GNP可以促进水泥的水化反应并细化水泥砂浆中的孔径;GNP作为水泥中的纳米添加材料能够填充在水泥熟料附近,使水泥砂浆的微观结构更为密实,且GNP较大的比表面积和二维板状结构也可以成为腐蚀离子的物理屏障。

关键词： 线型低密度聚乙烯/石墨烯   结晶行为   力学性能   导热性能   热拉伸效应  

摘要： 通过熔融共混法制备了马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯/石墨烯(LLDPE-g-MAH/G)纳米复合材料,探讨不同石墨烯含量对LLDPE-g-MAH/G纳米复合材料结晶行为、流变性能及力学性能的影响。结果表明:随着石墨烯含量的增加,复合材料的结晶度、长周期逐渐增加,储能模量、损耗模量和复数黏度呈现先增加而后趋于平缓的趋势,拉伸强度和断裂伸长率均随石墨烯含量的增加呈先升后降的趋势。当石墨烯含量为0.5%时,纳米复合材料的力学性能最佳,拉伸强度和断裂伸长率分别达到26.8 MPa、998%。当石墨烯含量为0.5%时,拉伸后纳米复合材料中聚乙烯晶体和石墨烯同时沿拉伸方向发生取向,使纳米复合材料中的原始晶体受损破碎,晶体尺寸减小,熔点降低。拉伸后纳米复合材料沿拉伸方向的导热系数是拉伸前的3.6倍,导热性能大幅度提升。

关键词： 氧化石墨烯   表面特性   池沸腾   换热特性   临界热流密度  

摘要： 石墨烯材料因其优异的导热性能和化学惰性,在核反应堆先进换热设备领域有很大的应用前景。为探索石墨烯材料的强化换热性能,本文采用沸腾沉积法制备氧化石墨烯纳米涂层,开展了氧化石墨烯涂层-去离子水池沸腾换热特性实验。氧化石墨烯纳米流体工质浓度为0.001、0.003、0.005 mg/mL,加热时间控制为1 h和2 h,通过沸腾沉积在裸露铜表面制备6种氧化石墨烯涂层。以此为基础开展池沸腾实验,结果发现氧化石墨烯涂层对池沸腾换热系数的影响很小,但可显著增强池沸腾临界热流密度。从涂层表面润湿性、热导率及形貌结构变化等角度分析了氧化石墨烯涂层对池沸腾换热特性的影响机理。

关键词： 超分子骨架   氧化石墨烯复合膜   破乳   纳米乳液   高效分离  

摘要： 制备可以同时高效且高通量地处理纳米乳液的超浸润材料仍然具有挑战。为此,本文提出了一种通过在超分子骨架纳米片上修饰氧化石墨烯以增强亲水性的策略。通过将两种具有片状形态的材料连续抽滤于商业基质上,可制备得到氧化石墨烯辅助的超分子骨架复合膜,并用于分离具有纳米尺寸液滴的水包油乳液。骨架一方面通过均匀的纳米孔拦截乳液中分散的微小液滴,另一方面也通过带负电的表面提供静电相互作用来驱动破乳过程发生。具有良好亲水性的氧化石墨烯赋予膜材料改善的亲水能力和水合层。该复合膜具有纳米级的截留尺寸、带负电的表面和水下疏油性,并且还获得了高的水通量和耐油污染性。基于尺寸筛分和破乳效应,该复合膜可有效地去除分散在水包油乳液中由非离子、阴离子和阳离子表面活性剂稳定的纳米油滴。特别是对于离子型乳液,在分离后动态光散射未检测出残留液滴。滤液中总有机碳含量小于10 ppm,对应着大于99.9%的分离效率,优于许多国家和组织的标准。在各种乳液的分离过程中,复合膜表现出较高的分离渗透性,约为原始骨架膜的3.5倍。此外,具有防污效果的复合膜获得了较高的通量回收率,通过简单的水洗处理即可实现5次具有稳定分离性能的循环。该复合膜在重复使用过程中没有组分损失,在150℃内具有热稳定性,并能抵抗腐蚀性化学环境。在本工作中,我们试图将具有不同结构特性和表面特性的两种组分结合,通过简单的方法制备复合膜,并在功能协同作用下实现水包油型纳米乳液的高性能分离。

关键词： 太赫兹   石墨烯   折叠缝隙天线   可重构天线   超表面   共面波导  

摘要： 本文设计了一种基于石墨烯片的频率可调太赫兹天线,采用了折叠缝隙结构并使用共面波导馈电方式,以更好地实现阻抗匹配.通过调控在缝隙之间添加的4个石墨烯片的电导率,改变缝隙天线的等效长度,使天线在两种不同工作模式下的谐振频率分别为230.5 GHz和270.5 GHz.除此之外,在天线下方加载了方形封闭谐振环(Closed-Ring Resonator,CRR)构成的超表面,并使其谐振频率与天线的谐振频率匹配,将z轴负方向的辐射进行反射,使天线在两种工作模式下的增益提高至5.41 dBi和7.63 dBi,与无反射结构时相比分别增长2.48 dBi和3.55 dBi.