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.

关键词： 聚酰胺6   碳纤维复合材料   氧化石墨烯   机械性能   导热系数  

摘要： 采用氧化石墨烯对碳纤维进行了改性(GO-KCF),用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6/氧化石墨烯改性碳纤维(PA6/GO-KCF)、聚酰胺6/纯碳纤维(PA6/CF)、聚酰胺6/石墨三种复合材料,对改性碳纤维的组成、热稳定性以及复合材料的断面形貌、弯曲性能和导热性能进行了分析。红外光谱分析结果证实了—OH、—NH—、—CN—、O—Si—O等结构在GO-KCF中的存在,表明氧化石墨烯成功接枝到碳纤维表面;热重分析结果表明经过氧化石墨烯改性后的碳纤维热稳定较好,质量损失率仅有3.5%左右;复合材料的断面SEM结果显示,GO-KCF有效改善了与PA6树脂基体的界面相容性,经过改性后的碳纤维能在树脂基体中构成三维立体网状结构,能够起到传递外力载荷的作用;改性材料添加量都为11wt%时,PA6/GO-KCF复合材料的弯曲强度达到了180 MPa,分别比PA6/CF和PA6/石墨复合材料高出38.5%和24.1%;导热性能测试结果表明,PA6/GO-KCF复合材料的导热性能优于PA6/CF和PA6/石墨复合材料;在9wt%添加量情况下,PA6/GO-KCF复合材料的导热系数达到了2.42 W/m·K,分别是PA6/石墨和PA6/CF的2.7倍和3.9倍。

关键词： 类石墨烯   二流化钼   液相剥离法   化学气相沉积法  

摘要： 针对类石墨烯二流化钼合成工艺研究较少,难以为类石墨烯二流化钼的进一步研究提供依据的现状。本文在对类石墨烯二硫化钼的基本结构进行分析的基础上,对液相剥离法、电化学锂子插层法剥离法、化学气相沉积法等合成法进行了论述,为类石墨烯二硫化钼合成工艺的进一步发展奠定了基础。

关键词： 焦磷酸锡   掺杂石墨烯   复合材料   钠离子电容器  

摘要： 钠离子电容器(SICs)具有比超级电容器更高的能量密度和比钠离子电池更高的功率密度.然而,SICs中正极与负极动力学不平衡问题将导致倍率性能与功率密度较差.因此,需要开发SICs负极材料提升SICs的电化学性能.基于合金化/脱合金反应的高容量以及非活性缓冲基质所带来的优异循环稳定性,锡基三元氧化物在储能系统中获得了广泛关注.本文采用N/P双掺杂石墨烯对焦磷酸锡(SnP _(2)O_(7))纳米颗粒进行包覆(SnP _(2)O_(7)@NP-G),成功制备了SICs负极材料.受益于锡基三元氧化物的独特结构和N/P双掺杂石墨烯的协同效应,所得SnP _(2)O_(7)@NP-G拥有优异的功率密度(6775 W/kg)与能量密度(102.1 W·h/kg).同时,SnP _(2)O_(7)@NP-G拥有优异的循环稳定性,在2 A/g的大电流密度下,经过1000次循环后,可逆容量为87.9 mA·h/g.本工作将促进高性能SICs锡基负极材料的发展.

关键词： 石墨烯   Fe_(3)O_(4)   交联   自支撑   储锂性能  

摘要： 本工作采用Fe^(3+)对含有氧化石墨烯(graphene oxide,GO)预包覆Fe_(3)O_(4)的GO自支撑膜进行改性处理制备Fe^(3+)诱导交联的预包覆Fe_(3)O_(4)纳米粒子复合热还原型氧化石墨烯自支撑膜(Fe^(3+)@Fe_(3)O_(4)/r GO)。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段表征材料组成、结构与形貌,并研究Fe^(3+)@Fe_(3)O_(4)/r GO自支撑膜作为锂离子电池负极的储锂性能。结果表明球状Fe_(3)O_(4)纳米颗粒被GO片层紧密包裹,且经过Fe^(3+)诱导交联的Fe^(3+)@Fe_(3)O_(4)/r GO自支撑膜稳定性显著提高;电化学结果表明,在电流密度为100 m A/g恒流充放电循环100次后,Fe^(3+)@Fe_(3)O_(4)/r GO放电比容量为545 m Ah/g,相比Fe^(3+)交联前的Fe_(3)O_(4)/r GO自支撑膜放电比容量452 m Ah/g明显提高,证明Fe^(3+)交联后的自支撑复合结构显示出优异的电化学循环稳定性。本工作简捷高效的制备阳离子诱导交联GO自支撑膜的方法也可推广到其他比容量较高的活性电极材料,具有广泛的应用前景。

关键词： 轴承   滚动/滑动摩擦因数   广义回归神经网络   遗传算法   摩擦磨损试验   预测误差   预测准确度  

摘要： 轴承摩擦状态很复杂,且以滚动摩擦为主,滚动摩擦因数的精确计算或者测量都很困难。针对轴承滚动摩擦因数难以测量的问题,对与滚动摩擦因数密切关联的滑动摩擦因数进行了试验和预测研究,提出了一种最佳滑动摩擦因数的预测网络模型。首先,在石墨烯润滑油润滑工况下,进行了Si_(3)N_(4)-GCr15摩擦副的摩擦磨损试验,获得了不同工况下石墨烯质量分数下的滑动摩擦因数;然后,提出了广义回归神经网络(GRNN),并运用遗传算法(GA)优化得到了光滑因子(σ),获得了最佳滑动摩擦因数的预测网络模型GA-GRNN;最后,对测试集预测结果与其他预测模型预测结果进行了预测效果验证,并结合验证集预测结果进行了预测模型的应用验证。研究结果表明:与常规GRNN模型以及误差反馈(BP)神经网络模型相比,GA-GRNN模型的摩擦因数预测准确度更高,且其预测误差更小;GA-GRNN模型的验证集预测值很接近真实值,预测值平均准确率达到了92.30%,预测相对误差在[0.00099017,0.0083249]区间内,对滑动摩擦因数预测效果良好。该结果可为轴承滚动摩擦因数的预测提供基础。

关键词： 氧化石墨烯   重金属离子   吸附作用   固化效应  

摘要： 以修复土壤中重金属污染物为目标,开展以石英砂为多孔介质材料,氧化石墨烯为吸附剂,在改变重金属种类、重金属污染物浓度、注入氧化石墨烯浓度和渗流速度条件下的土柱穿透试验.首先,对单一重金属的迁移特性及氧化石墨烯对重金属的去除效果和固化机制进行研究.试验表明,改变渗流速度对单一重金属离子(Pb^(2+)和Cd^(2+))的迁移影响较小.氧化石墨烯穿透污染土柱时,低重金属污染浓度和高渗流速度会促进氧化石墨烯的迁移,进而促进重金属污染物的迁移.氧化石墨烯对重金属离子(Pb^(2+)和Cd^(2+))有很好的去除及固化效果,对铅离子和镉离子的最大固化率为88.2%和63.9%.其次,通过SEM、FTIR、Zeta电势试验发现,氧化石墨烯对重金属离子的吸附机理主要是静电吸引、离子交换和表面络合.通过DLVO理论计算结果可知,负载重金属的氧化石墨烯相较于未负载重金属的氧化石墨烯更易固化在土壤中,其中负载镉离子的氧化石墨烯比负载铅离子的氧化石墨烯更容易固化在土壤中.

关键词： 纳米石墨烯片   水泥基复合材料   压敏性能   温度   湿度  

摘要： 研究了纳米石墨烯片水泥基复合材料(GNPs/CC)在不同温度和湿度下的压敏性能。研究结果表明:GNPs/CC在20℃下的压敏性能最佳。温度的升高和降低都会导致GNPs/CC压敏性能的削弱,温度升高会导致灵敏因子出现小幅度的波动,但电阻变化率曲线的线性程度基本不受影响;温度降低则会导致灵敏因子大幅度降低,并导致GNPs/CC电阻变化率曲线的线性程度降低。0RH湿度下,GNPs/CC的压敏性能最佳;65%RH的湿度几乎不会改变GNPs/CC的含水率,对其压敏性能无明显影响;98%RH的湿度会使GNPs/CC的含水率快速增加,并导致了GNPs/CC压敏性能的削弱。