关键词： 金属衬底   化学气相沉积   多层石墨烯   生长模式   层数控制  

摘要： 石墨烯作为一种理想的二维材料,具有机械性能好、电阻率低、热导率高等优点,受到人们的广泛关注。特别地,通过调控石墨烯层数可以改变石墨烯的电学性质,如带隙可调、半导体性质、特殊量子行为等,拓展石墨烯在柔性透明电极、高温超导、高性能传感等领域的应用。目前,人们已对金属衬底上高质量单层石墨烯的制备做了很多研究,发现当单层石墨烯覆盖金属衬底时,衬底将失去催化活性,使得高质量多层石墨烯的可控生长变得非常困难。为了制备多层石墨烯,研究人员已经探索了多种生长方法。总结了单晶金属衬底上多层石墨烯两种常见的生长模式,即表面成核控制的层层往上生长和偏析成核控制的层层往下生长,表面成核控制生长包括气源分子束外延、等离子体化学气相沉积等,偏析成核控制生长包括合金衬底偏析、单质金属衬底偏析等。针对多层石墨烯的各种生长方法,分别从成核密度、晶畴尺寸、层厚均匀性等方面进行了分析总结。最后,对该领域的发展趋势进行了展望,有助于为多层石墨烯的可控生长提供新的解决方案,促进多层石墨烯的发展与应用。

关键词： 脉冲频率   超临界电沉积   石墨烯量子点   微观结构   性能  

摘要： 为了适应目前航空航天、汽车以及高端设备制造业迅速发展的环境,以具有独特性能的石墨烯量子点(GQDs)作为第二相添加物,采用超临界脉冲电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,探究了超临界条件下脉冲频率对复合镀层的微观结构和耐腐蚀性、显微硬度、耐磨性等性能的影响。结果表明:在超临界条件下脉冲频率为2000 Hz时,所制备镀层的微观结构呈致密化和均匀化,并且呈现出更好的球状度。XRD检测显示,超临界条件可以改变结晶的择优取向,合适的脉冲频率可以细化镀层晶粒,减小晶粒尺寸。当在超临界条件下脉冲频率为2 000 Hz时,所制备镀层各项性能更为优异。电化学试验研究表明,其容抗弧半径最大、自腐蚀电位最高、腐蚀电流密度最低以及容抗模量最大,耐腐蚀性最为优异。2000 Hz脉冲频率所制备镀层其显微硬度最高,达到835.4 HV2 N,且具有最优的耐磨性,磨痕截面积为1 582μm^(2),显微硬度和磨痕截面积分别为脉冲频率为100,1 000,3 000 Hz和常温常压所制备镀层的126%、107%、121%和134%以及47.6%、57.1%、71.5%和44.3%。在超临界条件下,2 000 Hz脉冲频率所制备的石墨烯量子点复合镀层具有较为优异的耐腐蚀性和耐磨性。

关键词： 交联剂   三维石墨烯   复合材料   交联机理  

摘要： 三维石墨烯不仅保持了二维石墨烯的优良特性,还具有密度低、孔隙率高、比表面积大等优点。但是随着石墨烯基复合材料的不断开发,迫切需要在三维石墨烯结构的基础上注入新型的功能成分,以实现不同领域的应用。交联剂的使用使宏观的三维石墨烯具有特殊的结构和优异的性能,以及多样化的应用前景。从交联机理、交联剂的种类以及交联剂对三维石墨烯性能的影响这三个主要方面综述了用于制备三维石墨烯复合材料的交联剂的研究进展。最后,总结了交联剂所面临的问题并对交联剂的未来发展方向进行了展望,期望能为研究人员探索新型交联剂提供参考作用。

关键词： 烷基化石墨烯   有机钼   复合抗磨剂   协同效应  

摘要： 为提高石墨烯的摩擦学性能,研究了烷基化石墨烯(LTRGO)和有机钼类添加剂的协同抗磨减摩效应。采用四球摩擦磨损试验考察了LTRGO和MoDDP单独添加和复合添加量对基础油摩擦学性能的影响,结果表明,0.012%(质量分数)LTRGO和2.0%(质量分数)MoDDP复合添加后具有优异的协同抗磨减摩效应,与台塑100N基础油相比,其平均摩擦因数减小38.26%,磨痕直径减小61.79%。为适应国六标准对柴油发动机排放的要求,配制了含LTRGO/MoDTC和含MoDTC的柴油机润滑油,四球试验和台架试验结果表明,含LTRGO/MoDTC配制油的平均摩擦因数、磨痕直径分别比含MoDTC配制油的减小53.49%和8.84%,与壳牌CK-4柴油机成品油相当;在柴油发动机额定功率点工况下,使用含LTRGO/MoDTC配制油的发动机尾气中的CO、HC、颗粒物、CO_(2)排放量分别比使用CK-4成品油的减少11.76%,17.39%,12.93%,3.46%,仅NO增加5.71%。提示LTRGO/MoDTC复合抗磨剂的协同抗磨减磨效应明显,促进了燃油充分燃烧,减少了发动机排放。

关键词： 发烟组件   多频谱干扰剂   碳纤维   石墨烯   碳纳米管   多频谱干扰  

摘要： 为有效对抗多模导引头,通过原位反应和复合配药技术制备一种多频谱干扰剂,同时根据发烟弹的使用预期设计、制造多频谱干扰剂配套的发烟组件。通过烟箱实验分析多频谱干扰剂的红外透过率、毫米波衰减值、可见光透过率,基于朗伯比尔定律计算其在红外、可见光波段的质量消光系数。运用静爆法对发烟组件与多频谱干扰剂的匹配效果进行测试,得到发烟组件的发烟过程、有效烟幕宽度和持续时间。实验结果表明:多频谱干扰剂在1~3μm、3~5μm、8~14μm的红外透过率分别为1.98%、3.04%、8.11%,3 mm、8 mm波的衰减值分别可达-14.52 dB和-11.76 dB,0.4~0.8μm可见光透过率为6.96%;1~3μm、3~5μm、8~14μm、0.4~0.8μm的质量消光系数分别为1.28 m^(2)/g、1.14 m^(2)/g、0.82 m^(2)/g、0.87 m^(2)/g;烟幕持续时间大于60 s,有效烟幕宽度大于60 m;装填多频谱干扰剂的发烟组件具有良好的遮蔽能力,成烟迅速,形成的烟幕云团稳定,是干扰多模导引头的一种有效方法。

关键词： 双酚A   氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫   过二硫酸盐   活化   吸附  

摘要： 利用氧化石墨烯和氨水为原料,采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(N-RGF)催化剂,通过SEM,XRD,XPS,FT-IR,BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐(PDS)降解协同去除双酚A(BPA),优化了其制备条件,并探讨去除机理.结果表明,N-RGF为网状三维结构,孔径约为1~5μm,最优条件为180℃水热反应20h,氮掺杂量为6%.制备的N-RGF降解BPA速率是RGF的4.88倍.活性物种捕获实验和电子顺磁共振(EPR)研究结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种.HPLC-MS检测了降解过程的中间体,并提出了可能的降解途径.MCF-7雌激素活性测试结果显示N-RGF通过吸附/活化PDS可有效消除母体的雌激素活性而不产生雌激素活性更强的中间体.

关键词： 电磁屏蔽效能   电磁屏蔽性能   电磁屏蔽材料   碳基材料   极端温度   海洋领域   包装运输   超稳定  

摘要： 石墨烯气凝胶(GAs)在解决下一代电子器件电磁屏蔽污染方面引起了广泛关注.但是,由于超轻石墨烯气凝胶在复杂环境中结构不稳定,其在电磁屏蔽的实际应用中仍面临巨大的挑战.在此,我们提出一类机械结构稳定的石墨烯气凝胶,其展示出优异可靠的电磁屏蔽性能.这类气凝胶呈现出面面堆叠的结构,在密度ρ=3.7 mg cm-3,高度1 m m时,电磁屏蔽效能可达到64.1 d B,比电磁屏蔽效能达到173,243 dB cm2g-1,远超现有报道的碳基材料.同时,石墨烯气凝胶具有优异的环境适应性,在机械形变、极端温度、燃烧及水下等环境中均可保持性能稳定.此外,制备的石墨烯气凝胶可通过真空袋装工艺进行包装运输,解决了超轻材料实际应用中低密度与大体积的矛盾,且在这一极端变形过程中材料结构和性能均未产生破坏.该研究为石墨烯气凝胶电磁屏蔽材料的实际应用铺平了道路,且拓展了其实际应用场景,比如航天、军事战机及海洋领域.

关键词： Asymmetric piezoelectric-graphene composite nanoplate   Thermal environment   Nonlinear forced vibration   Wave number  

摘要： 本文研究了非对称压电/石墨烯复合纳米板在粘弹性地基上、热环境及外部简谐激励作用下的动力学行为.根据Hamilton原理和Kirchhoff板理论,建立复合纳米板的动力学方程,并通过Galerkin方法对简支边界下的动力学方程进行求解,获得了一个包含有二次非线性项的Duffing-Helmholtz方程.从解析和数值方面分别分析了非局部弹性参数、温度、粘弹性基体、电压以及纳米板的几何尺寸对系统非线性与线性频率比和非线性振动行为的影响.此外,本文揭示了系统的非对称性和二次非线性项之间的对应关系.本研究的动力学结果将为压电-石墨烯复合纳米谐振器力学性能的实验表征提供理论依据.

关键词： 石墨烯   介孔二氧化硅   药物运输  

摘要： 肿瘤是目前人类生命健康最大的威胁之一,越来越多的纳米级药物运输体系被应用到肿瘤的治疗中。文章通过化学氧化法制备性石墨烯纳米粒片,以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲溴化铵(CTAB)为模板,氢氧化钠为碱源,制备了介孔硅包覆的石墨烯纳米片,可用于装载化疗药物阿霉素(DOX)。通过扫描电镜和透射进行表征,结果制备的介孔二氧化硅/石墨烯复合纳米片大小均一,分散性良好,为纳米药物运输提供了理论支持。

关键词： Slip flow   Nonlocal strain gradient theory   Fluid-conveying nanotube   Low-velocity impact   Stress field  

摘要： 流体输送纳米管在纳米机电系统中起着关键作用.本文研究了输送高速纳米流体石墨烯增强复合材料(GRC)纳米管在横向低速冲击下的接触动态响应和应力场,建立了考虑滑移流、非局部应力和应变梯度效应的尺寸相关模型.基于精细梁理论,推导了流致后屈曲和接触振动的控制方程,其中后屈曲平衡路径为冲击振动分析提供了初始构型.采用两步摄动-高阶Galerkin截断-Runge-Kutta(R-K)方法的计算模式研究接触动力响应.通过收敛性分析,得到了保证精度所需的截断项.获得了接触力曲线、跨中位移时程曲线和应力场,以指导强度设计.此外,还揭示了流致后屈曲纳米管在冲击作用下的动态跳跃失稳行为.结果揭示了非局部应力和应变梯度对接触动态响应和应力场的双重影响,并提供了对尺寸效应敏感的流速范围.