关键词： 石墨烯   铝基复合材料   镀铜  

摘要： 通过放电等离子烧结法制备了镀铜石墨烯增强6061铝基复合材料,并对其微观组织及力学性能进行了分析。结果表明,经过化学镀铜后,石墨烯与铝粉之间的润湿性得到改善,并在机械搅拌作用下成功混合。少量的石墨烯可以均匀分散在复合材料中,但过量的石墨烯会在复合材料中发生团聚。石墨烯可以分担基体所承受的应力,从而对基体产生强化效果。但团聚的石墨烯对基体的强化作用有限,并且会恶化复合材料的塑性。

关键词： 多层石墨烯材料   超级电容器   电极材料   导电性能  

摘要： 电极材料是超级电容器(supercapacitors,SCs)的核心组成部分,对其性能起着至关重要的作用。本研究制备含不同浓度(0、5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L、40 mmol/L)茜素红S的多层石墨烯气凝胶,采用一系列电化学方法分析多层石墨烯气凝胶电极材料在SCs中的导电性能。研究结果表明,多层石墨烯材料具有优异的导电性能,能够有效提高SCs的充放电速率和循环稳定性,研究充分验证了多层石墨烯材料作为SCs电极材料的潜在优势。

关键词： 真空钎焊   SiC_(f)/SiC复合材料   中间层   微观组织   力学性能  

摘要： 目的通过石墨烯强化铜泡沫结合AgCuTi钎料实现SiC_(f)/SiC复合材料与Nb521合金的可靠钎焊连接,并系统研究石墨烯强化铜泡沫对接头微观组织和力学性能的影响。方法采用AgCuTi钎料结合石墨烯强化铜泡沫中间层的方法实现了SiC_(f)/SiC与Nb521合金的可靠钎焊连接。通过显微组织观察、能谱分析和剪切强度测试,系统研究了石墨烯强化铜泡沫对钎焊接头的影响。结果引入石墨烯强化铜泡沫后,焊缝中的Cu(s,s)从针状转变为块状,同时Ti_(2)Cu均匀弥散分布在Cu(s,s)周围,形成互锁效应与复合强化效应。钎焊接头的剪切强度提升至85 MPa,块状Cu(s,s)的形成和Ti_(2)Cu的均匀分布改善了焊缝的韧性。结论石墨烯强化泡沫铜作为中间层有效改善了钎焊接头的微观组织,促进了块状Cu(s,s)的形成,优化了Ti_(2)Cu的分布,从而显著提高了接头的剪切强度和热稳定性。

关键词： 纳米摩擦   石墨烯   载荷   接触面积   分子动力学  

摘要： 近年来,纳米摩擦学领域高度关注石墨烯及其相关二维材料的摩擦问题,并在理论研究、实验探索和计算模拟等方面取得了重要进展.由于纳观尺度摩擦过程极为复杂,相关摩擦机理仍未完全明晰,因此需从原子层次深入探究其摩擦机制、揭示摩擦规律.本文采用分子动力学模拟方法,对悬空的单层石墨烯表面上金刚石探针的滑动摩擦过程进行研究.探究法向载荷对摩擦行为的影响,分析摩擦力与实际接触面积的依赖关系.结果表明,摩擦力与法向载荷及实际接触面积之间的关系并非线性,这与传统块体材料的摩擦规律存在显著差异.具体来讲,在正载荷区间,摩擦力随着载荷的增大而逐渐增大;在负载荷区间,摩擦力几乎不受载荷变化的影响.这有助于从原子层面揭示二维材料在纳米尺度下的摩擦行为,为纳米器件的设计和纳米摩擦学的发展提供理论支持.

关键词： 道路工程   路用性能   生物沥青   氧化石墨烯   生物油  

摘要： 生物沥青作为一种潜在的绿色可持续道路材料已受到道路工作者的广泛关注,但其路用性能难以适应不同气候区域的复杂需求,为了扩大生物沥青在道路工程中的应用场景,通过添加氧化石墨烯(GO)提升其路用性能。首先,通过高速剪切方法制备了生物沥青及GO改性生物沥青;然后,开展了针入度、软化点和延度试验评估其常规物理性能,并通过多重应力蠕变恢复和低温弯曲蠕变试验评估其流变特性;最后,采用荧光显微镜分析了GO在生物沥青中的分散性。结果表明:GO提升了生物沥青的软化点、延度,降低了针入度;GO不仅改善了生物沥青的高温抗车辙能力,对其低温性能也有一定增强效果;GO在生物沥青中分散均匀,保障了GO改性生物沥青的性能稳定。综合来说,GO实现了生物沥青高低温路用性能的协同提升,有望推动生物沥青在复杂服役条件下的应用。

关键词： 还原氧化石墨烯   氨基化   磁性   吸附   甲基橙  

摘要： 水中存在有机染料会造成生态和公共卫生问题,对受到有机染料污染的水进行修复具有重要意义.本研究采用共沉淀法合成氨基化磁性还原氧化石墨烯(NH2-MrGO),并用其吸附水中的甲基橙(Methyl Orange,MO)染料;通过SEM、Zeta电位、FT-IR和磁滞回线等先进技术对合成的复合材料进行表征,考察温度和pH值对其吸附性能的影响.结果表明,NH2-MrGO对MO的最大吸附量为15.7 mg/g,去除率为78.5%,且吸附过程符合Freundlich模型,可为水中的有机染料污染物的治理与消除提供实践支持与数据参考.

关键词： 新材料产业   基础性产业   创新成果   传统产业转型升级   现代化产业体系   发展新动能   石墨烯   生产力  

摘要： 新材料产业作为战略性、基础性产业,是现代化产业体系的重要支撑。发展新材料产业是加快形成新质生产力、增强发展新动能的重要途径。一种新材料的发明,不仅会带动传统产业转型升级,甚至会创造一个新的产业,被誉为“新材料之王”的石墨烯正是其中的典型。

关键词： 石墨烯-金刚石异质结   全碳器件   锰气相催化   原位生长  

摘要： 金刚石和石墨烯均具有十分优异的物化性质,结合形成的石墨烯-金刚石异质结可充分发挥二者优异性能,引起了广泛的关注。在制备石墨烯-金刚石异质结器件时,传统转移法、金属原位催化法等制备方法都存在步骤复杂、成本较高、石墨烯层覆盖率低且结晶质量较差等缺点,严重妨碍了这种全碳器件的应用。本工作开发了一种金刚石表面原位石墨烯构筑的新方法,采用金属锰气相催化多晶金刚石,实现了金刚石表面原位石墨烯生长。研究结果表明:金属锰气相状态对多晶金刚石具有较强的催化效果,生成的石墨烯层覆盖率高、表面均匀。这种新型的金属锰气相催化法步骤简单,成本较低,可一步完成。本文的研究为在金刚石表面原位生长高质量石墨烯提供了新的技术路线,为制备高性能石墨烯-金刚石异质结全碳器件提供了新思路。

关键词： 石墨烯   水性环氧树脂   传感元件   机敏性能   纳米纤维素  

摘要： 为适应工程结构智能化转型升级对新型传感器的需求,以水性环氧树脂(WER)为基体,还原氧化石墨烯(RGO)为导电填料,纳米纤维素(CNF)为分散剂,采用溶液共混法,制备了RGO-CNF/WER传感元件,对其力学、电学和机敏性能进行了测试和分析,并建立了考虑应变率效应的机敏响应模型。结果表明:CNF能有效搭载RGO在水中均匀分散,协助其在WER中形成三维导电网络,RGO逾渗阈值约为0.15%。传感元件能承受超过70%的拉伸应变,初始的应变电阻响应不稳定,经过4次预拉伸后导电网络趋于完善,呈现较好的可重复和可回复性。当传感元件应变小于4%,电阻变化率与应变正线性相关,灵敏系数可达32;应变大于4%后,电阻变化率呈指数型增大,应变电阻响应强度随应变率的增大而增大。

关键词： 水性环氧涂料   氧化石墨烯   二氧化硅   硅烷偶联剂   改性   防腐蚀  

摘要： [目的]以氧化石墨烯(GO)为载体,利用经硅烷偶联剂表面改性的纳米二氧化硅(SiO_(2))对其进行结构修饰,开发一种新型SiO_(2)-GO防腐增强材料,并将其应用于水性环氧树脂(EP)涂层中,以提高涂层的防腐及力学性能。[方法]分别采用硅烷偶联剂KH550、KH560对纳米SiO_(2)进行表面改性,以实现SiO_(2)在GO片层中的均匀负载,填充GO片层之间的空隙,扩大GO的层间距,改善其在EP中的分散性,形成更均匀致密的保护层,进而提升EP涂层的防腐蚀性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等设备对SiO_(2)-GO的形貌和结构进行了表征。测试了涂层的铅笔硬度、阻尼硬度、附着力和耐冲击性。通过在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱测量,考察了涂层的耐蚀性。[结果]加入SiO_(2)-GO后,环氧涂层的防腐蚀性能得到显著提高。当选用KH550硅烷偶联剂作为SiO_(2)表面改性剂,且其用量为8%(质量分数)时,所制得的SiO_(2)-GO具有最佳的防腐蚀效果,此时SiO_(2)-GO/EP涂层能保持优异的力学性能。[结论]该SiO_(2)-GO防腐增强材料用于环氧涂料,明显提高了涂层的力学性能及防腐蚀性能。