关键词： 石墨烯   纳米颗粒   热导率   润滑油膜   润滑性能  

摘要： 文中为了研究基础油液蓖麻油中加入石墨烯纳米颗粒后蓖麻油的润滑性能改变情况,运用分子动力学知识和LAMMPS仿真软件进行了粒子数密度、粒子径向分布势函数及热导率分析,同时探究了混合石墨烯的蓖麻油对切削加工后材料表面的形貌影响。仿真和试验结果表明:石墨烯纳米颗粒具有亲油性,蓖麻油分子在石墨烯周围呈层状分布,形成润滑油膜,此油膜具有良好的导热性和抗压性,以及良好的润滑效果,石墨烯的加入改善了蓖麻油的润滑性能。

关键词： 扩散系数   石墨烯   表面吸附   Chapman-Enskog方程  

摘要： 石墨烯表面的气体扩散是诸多应用中的关键过程,其机制不同于一般固体表面气体扩散,反而类似分子碰撞控制的体相扩散,但对应的表面扩散系数因吸附效应低于体相理论预估.本文针对石墨烯表面气体扩散系数开展了理论和分子动力学模拟研究,基于Chapman-Enskog方程提出了一种仅依赖原子势能参数的表面气体扩散系数预测模型,弥补了该领域的缺失.首先,通过分子动力学模拟研究了不同压力、流固作用下的石墨烯表面气体扩散系数,证明了表面吸附引起的表面数密度增加是导致现有理论预估出现偏差的原因;然后,直接从原子势能参数导出气体空间密度分布,解决了石墨烯表面数密度准确估计的问题并拓展Chapman-Enskog方程建立了石墨烯表面气体扩散系数的理论预测模型;最后,对理论模型的准确性加以验证,理论模型预测值和本文模拟结果的相对误差小于10%;同时,该模型也能很好预测文献中石墨烯表面实际气体的扩散系数,进一步证明了其有效性和实用性.

关键词： 石墨烯纳米片   孔隙   功能梯度材料   颤振   屈曲  

摘要： 为研究高速气流和热荷载作用下石墨烯增强多孔功能梯度截锥壳的颤振与屈曲特性,用改进的Halpin-Tasi微观力学模型计算了壳体的有效材料参数,根据一阶剪切变形理论和一阶活塞理论建立了截锥壳的动力平衡方程,并用微分求积法求得颤振临界速度和屈曲临界温度的半解析解.通过数值算例讨论了边界条件、石墨烯、内部孔隙和温度等因素对颤振和屈曲临界温度的影响.研究结果显示:当壳体温度由300 K增至400 K时,颤振临界速度下降约28%,且气动压力提升了结构的屈曲温度;两端简支壳体的颤振临界速度比两端固定的高出约25%~34%,而其屈曲临界温度则低约3%~4%;石墨烯集中分布于壳体的内外表面比集中分布于中部的稳定性更好;颤振临界速度随孔隙系数的增大而减小,而不同孔隙分布类型下孔隙系数对屈曲临界温度的影响也不同.

关键词： 高压隔离开关   石墨烯   电刷镀   复合镀层  

摘要： 在KI体系中采用电刷镀方法在铜基体上制备了银/银-石墨烯复合镀层,研究了镀液中石墨稀含量对所制备复合镀层附着力、接触电阻、物相、耐蚀性和耐磨性的影响。结果表明:纯银镀层和复合镀层的附着力都达到标准要求;在NaCl和H_(2)SO_(4)腐蚀介质中,复合镀层的腐蚀速率均小于纯银镀层,在NaOH腐蚀介质中则相反;复合镀层的平均摩擦因数和磨损率最低,分别为0.274和5.68×10^(-6)mg/(m·N),远小于纯银镀层,接触电阻与纯银镀层相差不大。

关键词： 石墨烯   胎面胶   耐磨性   补强  

摘要： 为了进一步改善车辆轮胎胎面的力学性能、耐磨性能及加工与硫化性能,结合具有优良导热、导电、力学性能的石墨烯材料,采用分子链滑动模型分析了石墨烯/轮胎胎面橡胶补强机理,研究了不同石墨烯含量对轮胎复合胎面性能的影响规律。研究表明,轮胎胎面橡胶的硫化性能、抗拉强度、撕裂强度、耐磨耗指数、耐疲劳次数等随石墨烯含量的增加呈现先增加而后减少的趋势,邵尔硬度呈现先下降而后上升的趋势,轮胎胎面橡胶耐冲击回弹性逐渐下降的趋势;石墨烯含量在7%左右时,车辆轮胎胎面的力学性能、耐磨性能及耐疲劳能力较高,轮胎胎面橡胶的强化效果较为理想。

关键词： 聚氨酯脲   浸没沉淀相转化法   多孔薄膜   电化学腐蚀   极化曲线  

摘要： 制备了聚氨酯脲弹性体,添加石墨烯,通过浸没沉淀相转化法制备了石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜。研究了4%,5%,6%石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜在酸,碱,盐中的电化学腐蚀行为,使用CHI660E电化学工作站得到在不同环境下的极化曲线,并对其极化行为进行分析。研究表明:通过添加石墨烯,耐腐蚀性能提升,达到一定阈值后,耐腐蚀性能下降;在盐和碱中极化曲线只有一个峰存在,而在酸中有两个峰存在;在酸中的耐腐蚀性最好,盐溶液中次之,碱溶液中最差。

关键词： 电子迁移   高导热性   半导体材料   石墨烯   高导电性   研究团队   绝缘材料   特性应用  

摘要： 一直以来,科学家都希望将石墨烯材料高强度、高导电性以及高导热性的特性应用于电子领域。一项于2023年1月3日发表在Nature上的研究显示,来自美国佐治亚理工学院和中国天津大学的研究团队研制出世界上首个石墨烯半导体。带隙(bandgap)是半导体材料的重要特征之一。所谓带隙,是指半导体或绝缘材料中导带与价带之间的能量差距。差距越大,电子迁移越困难。

关键词： 希瓦氏菌   钯   石墨烯   Suzuki偶联反应   联苯  

摘要： 利用金属还原菌Shewanella oneidensis MR-1合成钯/石墨烯催化剂,以溴苯和苯硼酸的偶联反应为反应模型,考察了溶剂、碱以及温度等因素对Suzuki偶联反应性能的影响.结果表明,以50%乙醇水溶液为溶剂,以碳酸钾为碱,在空气条件下,于70℃反应2 h,溴苯转化率可达到87%;催化剂对于不同卤代芳烃与苯硼酸偶联反应具有良好的底物适用性;催化剂可循环利用.

关键词： 纺织基压力传感器   智能电子织物   传感性能   石墨烯   监测系统  

摘要： 为开发步态失稳监测系统和压疮监测与预防床垫等老龄健康维护产品,研发了一种用于人体运动监测的柔性压阻式压力传感电子织物,2个电极层织物通过正交配置形成传感点阵,由石墨烯与离子液体改性处理的棉织物构成中间导电层。实验结果表明:该电子织物在0~5 kPa压力范围的传感灵敏度为0.15 kPa^(-1),且呈现良好的线性关系,加载、卸载时具有快速响应时间(20、30 ms),经校准实验所得压力映射图呈现良好均匀性,传感性能可重复8000次循环。将自主设计的上位机软件、下位机电路等集成智能电子织物压力分布监测系统,可达成对不同身体部位的压力大小及其分布情况的实时连续监测,未来可用于步态分析、压疮监测与预防床垫、人体运动特征等辨识。

关键词： 双酚A   吡咯   石墨相氮   还原氧化石墨烯泡沫   过二硫酸盐活化  

摘要： 以吡咯为氮源,通过水热-冷冻干燥法制备易回收的氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(nitrogen doped reduced graphene oxide foam,N-RGF),并用于活化过二硫酸盐(peroxodisulfate,PDS)去除双酚A(bisphenol A,BPA)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、BET比表面积和热重分析等技术对材料的结构进行表征和分析,探究溶解性有机质和无机离子对材料性能的影响。结果表明,以吡咯为氮源制备的N-RGF材料具有孔道较小且分布均匀(2~3.5μm)、比表面积大(90.029 m^(2)/g)、孔体积大(0.5417 cm^(3)/g)、石墨相氮含量高(4.3%)和弹性好等优点。N-RGF活化PDS降解BPA的动力学速率常数(0.00835 min^(-1))是RGF(0.00142 min^(-1))的5.88倍,且水中溶解性有机质和无机离子对N-RGF活化PDS降解BPA基本没有影响。活性物种捕获实验和电子顺磁共振检测结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种。SPE-UHPLC-MS(solid phase extraction combined with ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry)中间体检测结果显示有10个中间体,提出了可能的降解途径,且通过MCF-7细胞活力测试发现降解过程产物的雌激素活性基本消除。