关键词： 复合微球   压阻复合材料   柔性传感器   有效应力检测范围   石墨烯  

摘要： 作为柔性电子、人机交互、智能机器人等领域的核心元器件之一，柔性压力传感器近年来得到了极大发展。虽然柔性压阻传感器因结构简单、稳定性好等优点而得到了广泛应用，然而大多数文献报道的柔性压阻传感器的有效应力测试范围较窄，难以满足传感系统的集成化设计要求。基于此，本文将石墨烯纳米片包覆的石蜡复合微球、短碳纤维和硅橡胶复合，制备得到基于石墨烯@石蜡复合微球的柔性压阻复合材料。由于石蜡压缩模量的温敏特性以及石墨烯纳米片和短碳纤的协同作用，在电场辅助下，该复合材料在0-40%压缩应变下的压缩模量可在0.64-0.88 MPa范围内变化。因此，基于该复合材料的柔性压力传感器在0-2 Hz频率范围具有宽的有效应力检测范围(0.1-100 kPa)，优于大部分文献报道的柔性压力传感器。具体来说，在外加电压为1V、10V和15V时，传感器的有效应力检测范围分别为0.25-100 kPa、0.15-80 kPa和0.1-70 kPa。此外，传感器还具有较高的响应准确度，在健康监测、可穿戴电子设备和智能机器人等领域有一定的应用潜力。

关键词： Ni-GO-CeO   稀土   微观结构   摩擦行为   钛合金  

摘要： 在瓦特镍型电镀液中掺入一定量稀土氧化铈(CeO2)和氧化石墨烯（GO），实现了TC4钛合金基体上Ni-GO-CeO2镀层制备，重点研究了稀土CeO2对复合镀层微观结构、晶粒尺寸、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明，随CeO2掺入增加，镀层中孔洞和裂纹显著减少，且发现CeO2含量为3wt%时，镀层孔洞完全消失，但当CeO2含量超过3wt%时，镀层中CeO2将发生团聚，导致镀层再次出现孔洞和裂纹。XRD分析和显微硬度检测结果表明，CeO2含量为3wt%时，复合镀层Ni晶粒尺寸最小（42nm），较未掺杂CeO2的镀层减小了28%，显微硬度最高（384.84HV），较未掺杂CeO2的镀层提高了15.83%，但当CeO2含量超过3wt%时，镀层Ni晶粒尺寸增大，显微硬度下降。复合镀层摩擦特性研究表明，CeO2含量为3wt%时，镀层摩擦性能最优，摩擦系数最小（0.225），较未掺杂CeO2的镀层降低了24.24%，且磨损机制为轻微的磨粒磨损，但当CeO2含量超过3wt%，镀层摩擦性能降低，镀层表面磨粒磨损程度显著提高。

关键词： 水性导电型石墨烯   水性聚氨酯   电热膜   柔性   电热性能  

摘要： 以水性导电型石墨烯（wG）为填料，强柔韧性的水性聚氨酯（wPU）为树脂基液，通过刮涂法制备了不同wG掺量的wG/wPU电热膜。研究了wG掺量对电热膜导电性、电热性能、柔性的影响。结果表明：当wG质量掺量为6%时，电热膜综合性能最优，在施加15V、20V电压下，膜热平衡温度分别由（25±1）℃升至（45±1）℃、（61±1）℃，功耗分别为540W/m2、1100 W/m2。弯曲状态下电热性能测试表明：wG-6%电热膜在实时改变弯曲程度(曲率0～100cm-1)下，仍具有优良的电热性能和工作稳定性。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和红外光谱（FT-IR）等测试分析显示wG纳米片均匀分散在wPU基体中，但与基材未产生化学反应。所制石墨烯改性柔性聚氨酯膜电热性能优异，制备过程环境友好，有望在柔性医疗、柔性穿戴等领域有较好应用前景。

关键词： 石墨烯   单晶晶圆   化学气相沉积   外延生长   规模化制备  

摘要： 高质量石墨烯单晶晶圆的可控生长一直是石墨烯制备领域的发展前沿,被视为实现石墨烯高性能电子与光电子器件应用的关键支撑材料.化学气相沉积技术由于具有制备石墨烯薄膜质量高、可控性好、可放量等优点,逐渐成为石墨烯单晶晶圆材料的主流制备方法.为了保证石墨烯晶圆的单晶性,单晶催化剂衬底的设计与石墨烯外延生长过程的调控至关重要.本文系统回顾了近几年来金属、半导体以及绝缘衬底上石墨烯单晶晶圆制备的研究进展,重点探讨在不同类型的单晶衬底表面,石墨烯晶畴取向的控制策略与内在机制,并介绍了石墨烯晶圆材料在规模化制备方面的最新成果,最后对石墨烯单晶晶圆制备领域未来的发展方向进行了总结和展望.

关键词： 空位   电子结构   类石墨烯   第一性原理计算  

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，对三种类石墨烯材料（即 T 石墨烯、HOT 石墨烯和 net W 碳单层）中单空位和双空位的形成能以及电子结构性质进行了计算。结果表明，这三种类石墨烯中双空位的形成能总是低于单空位的形成能，并且HOT石墨烯具有最小的单空位和双空位形成能。当存在单空位时，T石墨烯由金属转变为半导体，HOT石墨烯由半金属转化为金属，而net W碳单层仍为金属，双空位则不改变体系的电子性质。此外，对于这三种类石墨烯，单空位体系都具有弱磁性和平带，平带处的态密度主要来自px轨道，py轨道或px，py轨道的共同贡献。差分电荷密度图显示，空位的存在对整体电荷密度的影响是相当局域的。

关键词： 水泥砂浆   石墨烯   原位生长   力学性能   微观结构  

摘要： 将纳米材料掺入水泥基材料中可提高水泥基材料力学性能，其中石墨烯因其高比表面积和优异的物理性能而备受关注，但其高成本和易团聚的缺点限制了其在水泥基材料中的应用。为此，使用腐殖酸作为碳源降低石墨烯的制备成本，并通过在水泥颗粒上原位生长石墨烯，提升其在水泥基材料中的分散性。实验结果表明水泥颗粒表面原位生长石墨烯比直掺进相同含量石墨烯对水泥砂浆性能增强效果更好。碳源为4.75 wt%的试验组3 d抗压强度和抗折强度分别提高了58%和60%，28 d抗压强度和抗折强度分别提高24%和15%，初始吸水率和次级吸水率分别下降72.95%和77.39%。通过腐殖酸在水泥颗粒表面原位生长石墨烯可以提高石墨烯在水泥砂浆中的分散性，促进水泥砂浆水化产物生成，并优化水泥砂浆孔隙结构，在降低水泥砂浆总孔隙率的同时降低了有害孔和多害孔所占比例，进而增强水泥砂浆性能。

关键词： 石墨烯   玻璃纤维织物   双辐射体   新型红外辐射加热体  

摘要： 红外辐射是一种无需介质、穿透性强、兼容性高、应用广泛的热管理技术.随着该领域的不断发展,人们对先进红外辐射材料的需求不断增加.石墨烯作为一种新型柔性导电材料,具有优异的红外发射性质和辐射可调控的特点;玻璃纤维作为一种良好的灰体辐射材料,发射率可达～0.7.因此,由石墨烯与玻璃纤维复合得到的蒙烯玻璃纤维有望成为一种良好的红外电加热材料.本工作采用化学气相沉积方法,以玻璃纤维为衬底,在其表面生长了一层连续态石墨烯薄膜,制备得到一种新型红外热辐射材料——蒙烯玻璃纤维（graphene-skinned glass fiber fabric,GGFF）.蒙烯玻璃纤维织物具备轻质、柔性的结构特点和可调的红外辐射特性.这种由石墨烯和玻璃纤维结合组成的“双辐射体”具有很高的红外发射率（～0.90）和电热辐射转换效率（～80.2%）.由GGFF制成的电加热元件在4.5 W cm-2的电功率密度下能够以～255.5°C s-1的响应速率迅速升温至～580°C,实现快速的电热响应并达到均匀的加热温度.这种新型电加热材料综合了石墨烯和玻璃纤维良好的红外辐射性质,其红外辐射性能明显优于传统商用电加热片,有望实现电热辐射领域高效节能的目标.

关键词： 功能化氧化石墨烯   摩擦学性能   接枝氨基   复合材料   磨损  

摘要： 针对环氧树脂（EP）涂层在实际应用中因磨损而效能受限的问题，本研究运用乙二胺（EDA）改性氧化石墨烯（GO）得到功能化氧化石墨烯（RGO-EDA），将RGO-EDA作为EP添加剂制备了耐磨性能显著提升的RGO-EDA/EP复合材料涂层，并探讨了RGO-EDA添加量对EP复合材料耐磨性能的影响。研究结果表明，当RGO-EDA添加量为1wt.%时，与纯EP涂层相比，复合涂层的摩擦系数由0.835锐减至0.47，磨损率同样大幅度降低，展现了优异的抗磨损性能。本成果为开发高耐磨、长寿命的防护涂层材料提供了新途径，并为GO增强高分子材料耐磨性能提供了理论依据，具有广阔的应用前景。

关键词： 盆式绝缘子   环氧树脂   功能化石墨烯   分子动力学  

摘要： 盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中的关键设备,但由于GIL中金属微粒的运动,绝缘子表面因电荷积聚而发生沿面闪络,在盆式绝缘子表面涂覆涂层可有效抑制微粒运动和沿面闪络。使用分子动力学方法,模拟了石墨烯(GN)、羟基功能化石墨烯(GNOH)、羧基功能化石墨烯(GNCOOH)和氨基功能化石墨烯(GNNH_(2))4种石墨烯对环氧树脂热导率的影响,结果表明:EP/GN、EP/GNOH、EP/GNCOOH和EP/GNNH_(2)较EP的热导率分别提高了30.88%、49.10%、36.72%和44.84%,并分析4种石墨烯对环氧树脂热裂解产物的影响;掺杂了GNOH、GNCOOH和GNNH_(2)的功能化石墨烯的环氧树脂归一化分子数更小,有更好的热稳定性。