关键词： 集成电路   铜基材料   石墨烯/铜   复合材料   电子材料  

摘要： 大规模集成电路正朝着高密度、低功耗、微型化的趋势发展,对材料性能要求日渐提高。铜基材料凭借优异的力学性能和功能特性在集成电路及相关领域得到广泛应用。本文对铜基材料在引线框架、互连材料、键合丝、集成电路载体、热管理材料等方面的应用现状进行了介绍,并对石墨烯/铜复合材料在集成电路及相关领域中的应用前景进行了展望。石墨烯/铜复合材料能够综合铜和石墨烯的性能优势,表现出高强高导、超高导电、高导热低膨胀、化学稳定、抗电迁移等特性,有望为满足集成电路及相关领域对高性能铜基材料的迫切需求提供可能的解决途径。

关键词： 水泥基材料   羟基化石墨烯   渗透结晶型防水材料   分散性   力学性能   抗渗性能  

摘要： 使用羟基化石墨烯(HO-G)改性水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW),不仅能够提升结构整体的力学性能,还能在一定程度上降低成本。本文研究了木质素磺酸钠(SL)对HO-G分散能力的影响和HO-G对CCCW力学性能的影响。结果表明:当m(HO-G)∶m(SL)=1∶4时,HO-G在Ca(OH)2中的分散性最佳;当HO-G掺量为0.03%(质量分数)时,HO-G砂浆试件的3、28 d抗压强度较基准试件分别提升了37.69%、33.05%,3、28 d抗折强度分别提升了17.31%、31.52%,HO-G改性后的CCCW涂层试件较单独掺加CCCW涂层试件的抗渗压力比提高了127个百分点;SL能够促进HO-G在水泥基材料中的分散,HO-G在砂浆基质中发挥了填充作用和模板作用,增强了水化产物的密实度,进而提高了材料的力学性能。

关键词： 导热材料   石墨烯   环氧树脂   热界面材料  

摘要： 石墨烯具有极佳的热学与电学性能,是目前十分热门的炭材料之一,在导热领域应用价值显著。石墨烯与聚合物复合后制得的石墨烯改性导热复合材料(GTCCs)具有优异的力学性能、热学性能和化学稳定性。对电子设备日益严重的发热问题而言,GTCCs是一种有效的解决方案,其具有替代商用导热硅脂的潜力,梳理相关研究的核心思路并提炼关键信息有助于把握切合实际的发展导向,推动GTCCs大规模产业化应用。本文简要分析了当代电子设备的散热需求与GTCCs的导热机理;将GTCCs的改性手段分为填料杂化、填料改性和主动构建导热骨架三类,介绍了与各类改性手段相适应的生产工艺和国内外研究进展;列举了GTCCs在传感器、涂层等方面的实际应用,展示了其巨大的工业价值;最后,在展望GTCCs未来的同时,对GTCCs研究中存在的问题进行了探讨,从实际出发总结了一些有前景的发展方向。

关键词： 氮掺杂多孔石墨烯   无金属催化   硝基和偶氮化合物   还原反应   综合实验  

摘要： 针对溶有常见含硝基和偶氮化合物废水处理的问题,设计了无金属碳基催化剂制备及其对此类化合物催化还原的综合实验。实验以氧化石墨烯为原料,经水热法合成碳基催化剂氮掺杂多孔石墨烯或氮掺杂石墨烯,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面分析仪、X射线光电子能谱等对其结构、形貌和元素组成等进行表征,并研究其对硼氢化钠还原硝基和偶氮化合物的性能。该实验涉及碳基催化剂制备、表征和废水处理等多个实验环节,涵盖了物理化学、材料化学和环境化学等多个学科领域。通过该实验可以培养学生的科研思维,提高学生的科研动手能力和用化学知识解决实际问题的能力。

关键词： 断路器触头   铜钨合金   石墨烯   耐机械磨损   分子动力学模拟  

摘要： 石墨烯(graphene,Gr)因其优异的性能而被广泛作为金属基材料增强相,但目前石墨烯对铜钨合金(Cu W)耐磨损性能的微观作用机制仍不清晰。该文基于分子动力学模拟方法,针对Cu W“假合金”的特点,应用粒子群算法建立Cu W80和掺杂不同质量分数石墨烯的CuW80Gr复合模型。基于该模型在LAMMPS下计算温度300~3000K范围内的弹性模量,通过纳米压痕模拟计算模型的硬度,从微观位错动态演变过程分析石墨烯对Cu W80Gr复合模型耐机械磨损性能的增强机制。结果表明:Cu W80Gr模型的弹性模量与硬度均比Cu W80高,且均表现出随着石墨烯质量分数增大而降低的趋势,石墨烯的引入有助于解决断路器在开断关合过程中由于高温引起的机械性能下降问题,石墨烯对CuW复合材料的增强机制为屏障作用与位错强化。研究结果可为铜钨合金复合材料的掺杂优化设计、遴选与性能调控提供理论指导和技术支撑。

关键词： 自然资源系统   地质博物馆   林地资源   石墨烯   龙江   黑龙江省   哈尔滨  

摘要： “在一楼展厅,我看到了龙江有丰富的大耕地、大林地资源,作为一名龙江人,我感到非常的自豪。”“我印象最深的是石墨烯展馆,石墨烯特制的画作,颜色柔和百年也不会褪色,让我们看到生活的希望。”2023年黑龙江省科技活动周启动当天,哈尔滨华德学院140余名学生走进黑龙江省地质博物馆参观,拉开了省自然资源系统积参与省科技活动周活动的序幕。

关键词： 氧化石墨烯   边缘氧化   水泥   球磨   水化  

摘要： 传统的氧化石墨烯(GO)制备方法存在高污染、高成本问题。该文采用球磨法制备了一种边缘氧化GO(EGO),并掺入水泥制成了EGO水泥复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对样品进行了测试和表征。结果表明,该研究制备的EGO具有少于10层的多层结构,EGO的边缘含有活化的官能团,也保留了一定的晶格结构。水化热分析和力学分析表明,EGO的最佳掺量为0.1%,0.1%EGO水泥复合材料28d的抗折和抗压强度分别为8.87MPa和62.0MPa,相较空白样分别提高了33.79%和43.52%。微观分析表明,0.1%的EGO有利于促进水泥孔隙溶液中的晶体生长,降低了复合材料的微观孔隙率,使结构更紧密。

关键词： 产业振兴   产业基地   新鲜果蔬   石墨烯   农民增收致富   鹤岗市   黑龙江鹤岗   黑龙江省  

摘要： 3月,黑龙江省鹤岗市的平均气温依然在零度以下,但石墨烯设施农业产业基地大棚内的草莓、水果柿子却长势正旺,这里的新鲜果蔬不仅改变了当地冬季“萝卜白菜大半年”的单调饮食,更成为农民增收致富的新途径。

关键词： 吸收器   多通道   石墨烯   可调谐   平坦度  

摘要： 为了提升多通道吸收器的平坦度和光谱特性的可调性,本文构建了一种硅基底/铝底板/银单缝/石墨烯/二氧化硅(SiO_(2))介质层的五层结构多通道吸收器。不但吸收光谱特性易调谐,各通道平坦度也可提升到2.84 dB。基于电磁场时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)从理论上分析了结构设计尺寸对吸收光谱的影响规律,同时优化了设计结构。模拟结果证明,吸收器顶层设置SiO_(2)介质层和单缝内填充Au均可显著增大吸收通道的平坦度,同时通过调节顶层SiO_(2)或上层石墨烯的宽度,可有效调谐吸收光谱通道数、通道间隔和单通道带宽;尤其可通过改变石墨烯费米能级实施吸收频段和吸收率的需求选择,在生化检测、环境监测和智能传感等领域均具有较好的应用前景。

关键词： 石墨烯   石墨烯气凝胶   印染废水   去离子电容   催化剂载体   污水处理  

摘要： 通过对石墨烯(GN)与石墨烯气凝胶(GA)的制备介绍,对目前GA在污水处理中的相关应用研究进行了叙述。综述了GA的吸附能力,以及在去离子电容技术(CDI)和GA作为催化剂载体的应用,并对GA在污水处理中的作用前景进行了展望。