关键词： 旋转运动   石墨烯纳米片   孔隙   截锥壳   自由振动  

摘要： 为了研究旋转运动下石墨烯增强功能梯度多孔截锥壳的自由振动特性,本文基于改进的Halpin-Tsai模型和混合律计算了复合材料的物性参数。考虑旋转运动产生的初始环张力的影响,根据Hamilton原理建立旋转运动下的截锥壳振动方程,并采用微分求积法求得截锥壳自由振动频率的半解析解。在本文所提方法的有效性和可靠性得到验证后,通过数值算例讨论了孔隙、石墨烯、角速度、边界条件和截锥壳几何参数等因素对壳体振动频率的影响。结果表明,截锥壳的无量纲正向频率均随其旋转速度的提高而增大,且(1,3)模态的频率增幅更为显著,旋转速度对截锥壳反向频率的影响比较复杂。在相同孔隙分布模式下,不同的石墨烯分布对截锥壳正、反向频率增幅的影响不同。石墨烯纳米片和壳体几何参数的变化对截锥壳频率的影响较明显。

关键词： 碳化硅   电化学机械抛光   润滑   氧化石墨烯  

摘要： 电化学机械抛光（electrochemical mechanical polishing,ECMP）技术是一项可以快速提高碳化硅（SiC）平坦化效率的新技术。基于其面临的抛光液配制复杂，无法同时兼顾材料高效去除及高表面质量等问题，研制了1种成分简单且环保的新型SiC-ECMP抛光液，以氧化石墨烯（GO）为固体润滑剂，以金刚石悬浮液为基础。使用新型抛光液对SiC抛光，在获得表面粗糙度Ra为0.324 nm的光滑表面的同时保持材料去除率为2.38μm/h。采用宏观沉降实验、Zeta电势、粒径分析实验和TEM分析GO对抛光液稳定性的改善，利用接触角实验和摩擦磨损实验揭示其润滑作用机制。结果表明：抛光液中添加GO抑制了磨料的沉淀，抛光液粒径变小且分布更加均匀，浆液稳定性得到提高；GO润滑减小了抛光液与SiC表面的接触角，降低表面摩擦，达到了减磨润滑的效果。

关键词： 柔性压力传感器   石墨烯导电碳浆   丝网印刷   循环稳定性   快速响应   四方向指令识别   智能穿戴   人机交互  

摘要： 随着可穿戴设备和人机交互技术的快速发展，市场对高性能柔性压力传感器的需求日益增加。为满足智能穿戴和人机交互应用的需求，通过优化石墨烯导电碳浆配方，旨在提高柔性压力传感器的电学性能和机械稳定性。采用丝网印刷工艺和结构设计方法，精确调控乙二醇用量、油性树脂比例和分散剂添加量，以优化碳浆的分散性和电学性能。实验评估了不同配方对碳浆粘度、分散性、印刷附着力和表面光滑度的影响。结果表明，优化后的导电碳浆表现出良好的分散性、印刷附着力强及表面光滑，满足了柔性电子器件的需求。基于优化碳浆制备的柔性压力传感器展现出明显的开关电阻梯度变化特性，同时具备优异的循环稳定性（1 000次按压后电阻波动小于5%）和快速响应能力（响应时间小于0.5 s）。优化设计的四方向指令识别模型能够精准识别用户指令，适用于智能腕带、智能服装及工业触控界面等场景。在确保该模型柔性适配性的基础上，还能满足低成本和大规模化生产的要求。成功开发出的高性能柔性压力传感器，其电学性能和机械稳定性均满足可穿戴设备和人机交互领域的应用需求，具有响应速度快、稳定性高，同时还具有良好的柔韧性和成本效益，适合大规模生产，为柔性电子技术在智能穿戴、健康监测和人机交互等领域的应用提供了重要的技术支持。

关键词： 起泡剂   石墨烯量子点   泡沫复合驱   稠油热采   提高采收率   油田化学品  

摘要： 为制备一种稳泡能力较强，降黏与起泡能力优异的石墨烯量子点（GQDs）起泡剂，采用柠檬酸水热法制备了GQDs，然后对其进行γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂功能改性，制备了两亲石墨烯量子点型起泡剂（D12-5-GQDs）。采用FTIR、纳米粒度电位仪、UV-Vis对D12-5-GQDs进行了结构表征和性能测试，通过评价静/动态吸附量、界面张力、起泡高度和分流率，阐明了不同实验条件下D12-5-GQDs的发泡能力、稳泡剂协同特性以及降黏调驱等能力。结果表明，温度31 ℃时，质量分数0.1%的D12-5-GQDs的能力最佳，15 min内载液量可达187 mL；D12-5-GQDs应用范围在30～350 ℃，质量分数0.1%的D12-5-GQDs水溶液在350 ℃时起泡体积仍能>200 mL；D12-5-GQDs的抗吸附能力较强，平衡吸附量为0.18 mg/g；质量分数0.1%的D12-5-GQDs溶液调驱能力较好，级差4.61与16.6对应的高、低渗最终分流率之比分别为61∶38和70∶29；D12-5-GQDs在0.5 PV（孔隙体积）的注入量下可迅速起效调驱，并在1.5 PV左右使分流率趋于稳定。

关键词： 混凝土   碳纤维   氧化石墨烯   力学性能   界面  

摘要： 碳纤维（CF）不参与水泥水化，对水化产物初始缺陷无法发挥作用。氧化石墨烯（GO）可以调节水泥水化，但其无法限制较大尺寸裂缝的扩展。为实现CF和GO的优势互补，将CF和GO掺入混凝土中，研究了两者单掺和复掺对混凝土力学性能的影响，并探讨了CF与GO对混凝土力学性能的复合改性效果及机理。结果表明：CF与GO均可提高混凝土的抗压和抗折强度，且CF和GO的最佳掺量分别为0.2%、0.15%。在掺加0.2%CF（或0.15%GO）的基础上，复掺GO（或CF）可以进一步提高混凝土的力学性能。当CF和GO复掺，且两者掺量分别为0.2%、0.15%时，混凝土的力学性能最佳。CF和GO具有“正混杂效应”，其对混凝土抗压和抗折强度的提高效果优于单掺CF和单掺GO时两者提高效果之和，表现出“1+1＞2”的效果。CF/混凝土基体界面处结构疏松，而当CF与GO混掺时，CF/混凝土基体界面结合较好，且界面处C-S-H（水化硅酸钙）晶体的含量增多。GO可以调节CF/混凝土基体界面处的水化，增强CF与混凝土基体的界面结合，促进CF作用的发挥。

关键词： 二维材料   超流拖拽效应   超导不均匀性   量子涨落  

摘要： 由绝缘体间隔的两个导体间的层间拖拽效应是研究准粒子耦合和探索层间关联物态的重要途径,而具有丰富可调物性的二维层状材料为研究拖拽效应提供了更多可能.本文制备了石墨烯-氮化硼-二硒化铌这一电双层结构,系统研究了二维半金属和二维超导体之间的拖拽效应.当石墨烯作为驱动层,二硒化铌作为被动层时,可以在二硒化铌超导转变温度区间发现显著的拖拽响应,表现出明显的超流拖拽特征;而当二硒化铌处于正常金属态时,拖拽信号消失.磁场、栅压调制下的测试进一步表明,拖拽响应与二硒化铌的超导转变直接相关,且其符号不依赖石墨烯载流子类型.更为重要的是,通过对比不同器件发现,这类超流拖拽响应仅出现在空气中解理的薄层二硒化铌中,因此二硒化铌中超导的不均匀性是产生该效应的关键.其机制可能源自非均匀超导体中量子涨落与二维半金属电荷密度波动之间的库仑耦合.

关键词： 污泥   氧化石墨烯   水凝胶   吸附   传感检测  

摘要： 以城市污泥为原料，通过物理交联法制备了污泥基氧化石墨烯水凝胶。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和红外光谱（FT-IR）表征了材料的结构和形貌特征，研究了该材料对亚甲基蓝染料的吸附性能，并基于其催化特性构建了传感检测平台。结果表明：污泥基氧化石墨烯水凝胶的表面形貌、表面官能团等特征与传统氧化石墨烯水凝胶相符。污泥基氧化石墨烯水凝胶对亚甲基蓝的最大吸附去除率达72.5%，吸附等温模型符合Langmuir模型，吸附动力学符合拟二级动力学模型。以污泥基氧化石墨烯水凝胶为催化剂构建的传感平台检测H2O2，线性范围分别是0.01～0.5mg/L和1～20mg/L，最低检测限为0.01mg/L，通过真实水样加标实验，H2O2的回收率在85.41%～111.58%。说明所制备的污泥基氧化石墨烯水凝胶在吸附和传感检测领域具有应用潜力。

关键词： 氧化石墨烯   聚羧酸减水剂   接枝改性   水泥基材料  

摘要： 当前，氧化石墨烯（GO）在水泥基材料中的应用已引起广泛关注。然而，GO的掺入会对水泥浆体产生显著的"增稠增粘"效应，从而限制其实际应用。本研究首先通过丙烯酸（AA）与GO反应制得丙烯酸改性氧化石墨烯（AA-GO），再将其与丙烯酸（AA）、异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）共聚，合成丙烯酸改性氧化石墨烯聚羧酸减水剂（AA-GO-PCE）。通过红外光谱（IR）、热重分析（TG）和X射线光电子能谱表征了AA-GO-PCE的分子结构，测试了掺AA-GO-PCE水泥浆体的流动度、流变性能和力学性能，并揭示了其作用机理。结果表明：更高的zeta电位和更小的粒径赋予水泥颗粒优异分散性，AA-GO-PCE可使水泥浆体流动度较GO提升95.2%；掺AA-GO-PCE的砂浆28天抗折强度和抗压强度较空白组分别提高26.41%和17.57%，表明其仍保持增强增韧效果。此外，AA-GO-PCE通过促进水化反应、细化氢氧化钙尺寸及改变晶体形貌来提升力学性能，这与GO的作用机理存在本质差异。

关键词： 超高分子量聚乙烯纤维   石墨烯   Burgers模型   蠕变   Mori-Tanaka理论   预测  

摘要： 通过双螺杆挤出机制备了石墨烯含量为0%～15%的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维，采用恒定载荷蠕变实验测定了纤维的蠕变伸长率与蠕变速率，利用Burgers模型对蠕变行为进行了预测。结果表明，当石墨烯含量从0%增加到8%时，纤维抗蠕变性能不断提高：在载荷加载的初始阶段（7.5 s内），蠕变伸长率ε7.5从2.23%降至1.41%，蠕变速率dε7.5从0.28 s-1下降到了0.19 s-1；在载荷稳定阶段，蠕变伸长率ε12 000从7.95%降至3.86%，蠕变速率dε12000从3.67×10-4s-1下降到了1.83×10-4s-1。石墨烯含量超过8%后，因团聚导致分散不均，纤维抗蠕变性能降低，团聚还抑制了聚乙烯大分子伸直链晶的生成，纤维第一和第二吸热峰峰值温度下降。Burgers模型可以很好预测不同石墨烯含量下纤维的蠕变行为，预测结果与实验结果的均方误差低于0.06。随着石墨烯含量的增加，模型弹性模量EM、EK以及粘度ηM、ηK参数明显增加，验证了石墨烯对分子链滑移的抑制作用。随着石墨烯含量的增加，纤维弹性模量从纯纤维的130.3 GPa增加到了15%石墨烯含量下的210.3 GPa，当石墨烯含量超过8%时，纤维弹性模量实验值低于Mori-Tanaka理论预测结果。