关键词： 热处理   石墨烯   铜基复合材料   力学性能  

摘要： 研究基于分子级混合及均质机均质的协同作用下,使用放电等离子体烧结工艺制备出石墨烯增强铜基复合材料,并设计试验探究不同热处理方法对复合材料热处理后对其力学性能的影响情况,由试验结果可知,热处理可以显著提高石墨烯增强新型建筑镁基复合材料的冲击性能、拉伸性能及致密度。其中水冷处理效果最优,空冷处理效果略差,而炉冷效果最差,经过水冷热处理后,材料的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、致密度和冲击性能提高了31.4%,39.5%,127.7%,59.93%和16.69%,表明水冷是优选的石墨烯增强新型建筑镁基复合材料热处理冷却方式。

关键词： 柔性加热器   多层石墨烯   加热薄膜   数值模拟  

摘要： 随着时代发展,柔性加热器件广泛地进入了人们的生活。柔性加热器通常采用石墨烯作为发热层,但存在着变形时加热部件易脱落、加热速率较为缓慢等问题。针对以上问题,提出使用多层石墨烯、碳纳米管、氮化铝作为涂料的柔性加热器,介绍了其组成结构及工作原理,实验分析了该柔性加热器的工作性能,与石墨烯作为发热层的柔性加热器进行对比。结果表明,该系统在工作电压为4.5V时,最高温度达到了98.2℃,性能优于石墨烯作为发热层的传统柔性加热器。

关键词： 天然橡胶   顺丁橡胶   类石墨烯   输送带   动态生热  

摘要： 课题研究了新型类石墨烯材料SG3-G在普通输送带覆盖胶中的应用,通过对N330炭黑的替换,考察胶料的加工性能、物理机械性能、动态生热性能。结果表明:SG3-G从0份替代到20份,混炼胶的t_(10)和t_(90)延长,门尼黏度下降明显,硫化胶硬度、拉断强度和定伸应力略有下降,扯断伸长率和扯断永久变形变化不大,撕裂强度下降明显。同时动态生热有所降低。

关键词： 超材料   石墨烯增强复合材料   梁结构   非线性屈曲   数值渐进法  

摘要： 石墨烯折纸超材料具有负泊松比特性,可以有效提升结构的抗屈曲性能,在航空航天等工程领域中有着广泛的应用潜力.本文以石墨烯折纸超材料梁为研究对象,基于虚功原理,根据欧拉梁理论和冯卡门非线性应变位移关系,建立了梁在面内载荷作用下发生屈曲行为的非线性控制方程;采用数值渐进方法计算出了石墨烯折纸超材料梁发生屈曲行为的临界载荷,通过与已发表文献结果进行对比,验证了本文理论和算法的正确性.最后分析了石墨烯折纸的分布、含量、折叠度和边界条件对超材料梁结构非线性屈曲行为的影响,结果表明两端固支边界下结构的屈曲临界载荷最大,在结构表层分布更多的石墨烯、石墨烯含量的增大都会使屈曲临界载荷增大,而折叠度的增大会导致临界载荷减小.

关键词： 二维单质材料   气体传感   石墨烯   磷烯   锑烯   碲烯   锡烯  

摘要： 二维材料具有了高载流子迁移率、电导率和热导率等优点,因此成为目前研究的热点。近几年,随着石墨烯、磷烯、锑烯、碲烯以及锡烯等二维单质材料的兴起,越来越多的报道证明了二维单质材料用于气体传感的可行性与选择性探测的潜力。二维单质材料可以降低敏感材料的维度,提高比表面积,进而极大的增加了气体传感器的灵敏度,能够在相对较低的温度下提供实时、在线的气体传感。总结了近些年二维单质材料的最新研究进展,介绍二维单质材料的反应机理及其优势和特点,最后对该研究方向的发展进行了展望。

关键词： 复合材料   石墨烯   ZnO   吸波性能   阻抗匹配  

摘要： 开发轻质、高效的吸波复合材料是解决电磁污染问题的重要途径之一。本文采用两步法制备ZnO-石墨烯-热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)/聚乳酸(PLA)吸波复合材料,通过XRD、拉曼光谱、SEM和矢量网络分析仪分别对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁特性进行表征,并研究不同ZnO/石墨烯吸波剂组合对复合材料吸波性能的影响,揭示ZnO和石墨烯协同吸波机制。研究结果表明:随着ZnO含量的增加,吸波效果先增强后减弱。适量的ZnO分散在基体中,使复合材料的缺陷程度增加,这丰富了异质界面,增强了界面极化和偶极极化,进而改善了复合材料的吸波性能。当ZnO添加量仅为2wt%时吸波效果最佳,在5.6 mm厚度下,其最小反射损耗为-49.2 dB,有效吸收带宽为2.0 GHz。优异的吸波效果源于良好的阻抗匹配和界面极化损耗、偶极极化损耗、电导损耗之间的协同作用。此外相比化学法制备的吸波材料,ZnO-石墨烯-TPU/PLA复合材料的制备过程简单环保,吸波剂组分可调,轻质高效可规模化生产,有望用于复杂吸波结构制造。

关键词： 水泥基复合材料   氧化石墨烯   耐久性   导热电  

摘要： 氧化石墨烯(GO)作为石墨烯(G)的衍生物有着与石墨烯相类似的力学性能和导热性能等优异性能,并且其亲水性官能团使其相比于石墨烯来说更容易在水中分散从而更容易与水泥基相结合。大量研究已表明GO掺入水泥基中不但可以增强水泥基的力学性能和耐久性能还可以增强水泥基的电磁屏蔽性能、导热性能等性能,为多功能型、智能型混凝土的开发提供了可能。以GO复掺其他功能纤维材料在水泥基中的应用为中心,简述了GO的性能特点、结构特质从而表明GO在水泥基材料中应用的广度和范围,并重点综述了GO的分散性研究和GO复掺纤维水泥基的工作性能、水化过程、力学性能、耐久性能、功能性能的研究,并对未来GO复掺纤维水泥基材料研究的方向进行了展望。

关键词： 滤纸   氧化石墨烯   罗丹明6G   铁离子   检测性能  

摘要： 利用氧化石墨烯(GO)和罗丹明6G-聚乙烯亚胺(R6G-PEI)对滤纸(FP)进行物理改性,制备了纸基传感器FP/GO/R6G-PEI。利用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、伺服材料多功能高低温控制试验机、紫外光谱仪和荧光光谱仪等,对FP/GO/R6G-PEI的形貌、力学性能和传感性能进行表征。结果表明,与FP、FP/GO相比,FP/GO/R6G-PEI的表面平滑度提高,透气度降低,力学性能增大。将FP/GO/R6G-PEI浸泡于Fe^(3+)溶液中时,观察到FP/GO/R6G-PEI变为淡粉红色,且荧光强度显著增强,可实现FP/GO/R6G-PEI对水中的Fe^(3+)肉眼可见和荧光检测。理想识别单元Structure 3与Fe^(3+)的能级差(0.53 eV)小于Structure 3的能极差(3.12 eV),说明Structure 3与Fe^(3+)的螯合体系更稳定。

关键词： AZ91D复合材料   石墨烯纳米片   力学性能  

摘要： 采用化学共沉积法合成了ZnO改性石墨烯纳米片(GNS)并添加到AZ91D合金中制备了AZ91D-0.1GNS镁基复合材料,测试了复合材料的力学性能,并利用光学显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电镜和能谱仪对ZnO改性GNS复合材料显微组织和断口形貌进行了表征与分析。结果表明,ZnO能有效包覆到GNS表面,显著提高了镁合金的强度、伸长率和显微硬度。ZnO改性GNS显著细化镁合金的晶粒组织,改善了GNS与镁基体的强界面结合质量,细晶强化、应力转移强化效果明显。

关键词： 石墨烯   金属基复合材料   界面性质   界面反应   计算机模拟  

摘要： 金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp^(2)杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电学、力学、热学和光学等特性。石墨烯增强金属基复合材料已经成为先进复合材料领域的研究热点,而对于金属基复合材料,其综合性能与界面的结构和性质关联密切。从近年来石墨烯增强金属基复合材料界面微观组织及理论研究出发,对常见石墨烯增强金属基复合材料体系的界面结构及力学性能进行总结,同时总结计算机模拟手段在分析界面结构、界面结合强度以及界面微观断裂机制等方面的进展,为设计和优化金属基复合材料界面提供理论依据。