关键词： 氮化镓(GaN)   外延   石墨烯   金属有机化学气相沉积(MOCVD)   应力   弯曲度  

摘要： 较大的晶格失配和热失配使得异质外延生长的GaN材料具有很高的残余应力,对材料和器件的性能产生重要影响。在蓝宝石衬底和GaN外延层之间插入一层石墨烯,通过Raman光谱和弯曲度测试分析了石墨烯插入层对GaN材料应力的影响。Raman测试结果表明,蓝宝石衬底上GaN材料压应力为0.56 GPa,引入石墨烯插入层后GaN材料压应力为0.08 GPa。弯曲度测试结果表明无石墨烯插入层的蓝宝石上GaN材料弯曲度约为21.74μm,引入石墨烯插入层后弯曲度约为1.39μm,引入石墨烯插入层的GaN材料弯曲度显著降低。讨论了石墨烯插入层对蓝宝石上GaN材料的应力调制机制,验证了石墨烯插入层技术对于异质衬底上获得完全弛豫GaN外延层的可行性。

关键词： 氮化硼   氧化石墨烯   天然橡胶   导热性能  

摘要： 将具有良好水分散性的氧化石墨烯(GO)与高导热填料氮化硼(BN)纳米片反应,生成GO负载BN(BN@GO)导热填料,采用胶乳共混法制备BN@GO/天然橡胶(NR)复合材料,研究BN@GO的结构和复合材料的性能。结果表明:GO通过共价键紧紧包覆BN纳米片,改善了BN纳米片与橡胶基体之间的相容性,BN@GO更易在橡胶基体中形成导热网络结构;当导热填料质量分数为20%时,填充BN@GO的BN@GO/NR复合材料的导热性能优异,与填充BN纳米片的NR复合材料相比,BN@GO/NR复合材料的热导率、拉伸强度和撕裂强度分别提高了48.5%,55.0%和44.5%。

关键词： 材料科学  

ISBN: (纸本)9787030760173

摘要： 《石墨烯：控制生长与器件应用》为“低维材料与器件丛书”之一。《石墨烯：控制生长与器件应用》基于作者在石墨烯领域多年研究成果的积累，并结合国内外最新的研究进展，围绕化学气相沉积石墨烯这一主线，系统全面地介绍了石墨烯的化学气相沉积生长方法与机制、控制生长、结构特征、独特性质以及典型器件应用，并在深入剖析现有问题与挑战的基础上展望了研究趋势和发展前景。《石墨烯：控制生长与器件应用》共7章，涵盖了该领域的基础知识和研究前沿。

关键词： 选区激光熔化   石墨烯   GNPs/TC11复合材料   微观形貌   物理性能  

摘要： 选区激光熔化（SLM）作为一种增材制造技术可自由成形高复杂度金属零件。本文采用SLM制备了不同石墨烯含量的GNPs/TC11复合材料，探究了石墨烯含量对SLM成形TC11钛合金微观形貌和物理性能的影响。显微组织表征结果表明，石墨烯作为碳元素固溶到TC11基体，引发固溶强化效果，促进α相组织细化，并造成不同程度的元素偏聚，引发位错钉扎效应，阻碍形变位错滑移。物理性能测试结果表明，加入石墨烯后，GNPs/TC11复合材料显微硬度与强度提升显著，而TC11磨痕形状由“U”形转变为“W”形，磨痕尺寸与摩擦系数有所降低。当载荷为50 N时，表面粗糙度下降达43%，而当载荷上升至100 N，表面粗糙度降低幅度达14%。此外，其磨损机理在50 N载荷时由黏着磨损向磨粒磨损转变，期间鳞剥层现象减少，这表明向TC11中添加GNPs可一定程度提升TC11钛合金力学性能与耐磨性能。

关键词： 纳米氧化石墨烯   乙烯-醋酸乙烯酯胶粉   水泥砂浆   力学性能   孔隙结构  

摘要： 本文采用纳米氧化石墨烯（GO）和乙烯-醋酸乙烯酯胶粉（EVA）对普通水泥砂浆进行改性，利用FTIR、XRD、TG、NMR及SEM等测试手段，在材料的化学组成、孔隙结构和微观形貌等方面揭示了GO和EVA对水泥砂浆力学性能的影响机制。结果表明：分散良好的GO降低了新拌砂浆的流动度，EVA的加入改善了这一现象；单掺0.03wt% GO的试件力学性能达到最佳，7 d龄期的抗压、抗折强度较基准组（PC）试件提高了24.1%和31%。GO和EVA复掺后，掺量分别控制在0.03wt%和4wt%时试件的28 d力学性能最优，抗压、抗折强度分别为72 MPa和12 MPa，较PC试件提高了25.9%和33.3%。微观试验结果表明：GO的成核效应加速了水泥水化进程并且可以调节花状水化晶体的产生和生长，从而细化试样孔径分布，良好的填充效应使得孔隙结构变得更加致密。EVA早期形成网状薄膜阻碍水泥水化进程，在水化后期，充分发育的网状薄膜与水泥浆体形成互穿网络结构，促进孔隙结构致密化。二者发挥协同作用，显著增强水泥砂浆力学性能。

关键词： 碳纳米管   石墨烯   杂化纤维   功能纤维   智能织物  

摘要： 因其独特的几何结构与成键方式,碳纳米管和石墨烯展现出优异的力学、电学、热学、光学等特性,为纳米材料新结构、新现象、新效应和新应用的探索提供了理想的材料平台.碳纳米管和石墨烯可以组装成一维宏观纤维材料,具有轻质、高强、高导电、高导热等性能,为新一代高性能纤维的发展提供了思路.将碳纳米管和石墨烯通过湿法纺丝法、薄膜卷绕法、水热组装法和化学气相沉积法等方法制备成碳纳米管/石墨烯杂化纤维,通过精细的结构调控实现了碳纳米管/石墨烯材料微观尺度优异性能向宏观纤维的有效传递,赋予了纤维轻质高强的特性,为其在能量转化与存储器件、传感与致动器件、智能织物等领域的应用奠定了基础.本文首先介绍了碳纳米管/石墨烯杂化纤维的制备方法和基本性能,然后总结了纤维的功能/智能应用,最后对碳纳米管/石墨烯杂化纤维的未来发展和挑战进行了展望.

关键词： 石墨烯纳米片   铝基复合材料   时效处理   微观结构   力学性能  

摘要： 本研究采用超声波振动铸造法制备了石墨烯纳米片（GNPs）增强A380复合材料（GNPs/A380复合材料）。研究了复合材料的老化行为、微观结构和力学性能。研究发现，GNPs可缩短GNPs/A380复合材料的峰值老化时间。GNPs-Al界面可作为析出相更稳定的成核点。随着GNPs的桥接，基体的协调变形增加，GNPs/A380复合材料的断裂面上会出现更大的韧窝。由于细晶粒强化、载荷传递和沉淀强化机制，GNPs/A380复合材料的屈服强度比A380 合金提高了 28.1%。

关键词： 薄膜   LAS玻璃   氧化石墨烯   正硅酸乙酯   玻璃耐腐蚀   均匀分散性  

摘要： 本文在研究不同质量氧化石墨烯(GO)在水和乙醇中的分散性,以及GO粉末和GO水分散液与正硅酸乙酯(TEOS)水解液的复合分散作用的基础上,以TEOS和GO为原料,采用溶胶-凝胶法制备了GO/TEOS溶液,并使用旋涂法在锂铝硅(LAS)玻璃表面镀膜,分析了GO/二氧化硅(SiO_(2))膜层的表面形貌和断面形貌、断面元素分布,研究了GO/SiO_(2)膜层对LAS玻璃耐腐蚀性能的影响。结果表明,当GO质量为0.05 g、去离子水为15 mL时,GO在水中具有良好的分散性,加入TEOS水解液后可形成均匀镀膜液。将旋涂法表面镀膜后的LAS玻璃在氮气气氛和600℃热处理2 h后获得致密GO/SiO_(2)薄膜,碳元素分析表明,GO在膜层中均匀分布。对比分析无镀膜、SiO_(2)薄膜以及GO/SiO_(2)复合薄膜对LAS玻璃在盐酸(HCl, 1 mol/L)溶液、氢氧化钠(NaOH,质量分数5%)溶液中的腐蚀性的影响,证明GO/SiO_(2)复合薄膜可以提高LAS玻璃的耐酸腐蚀性能。

关键词： 纤维素纳米纤维   银纳米线   氧化石墨烯   梯度结构   电磁屏蔽  

摘要： 随着无线通信技术的发展,电磁辐射污染日益严重,开发超轻、超薄、柔性、高机械性能的电磁屏蔽材料以保护精密电子器件免受电磁辐射干扰十分必要。以纤维素纳米纤维(CNFs)为基质,银纳米线(Ag NWs)和氧化石墨烯(GO)为导电填料,通过交替真空抽滤CNFs和具有不同比例的Ag NWs/GO混合液的方法构建了一种超薄柔性电磁屏蔽复合纸(厚度为34μm)。研究了复合薄膜的润湿性、力学性能以及电磁屏蔽性能,揭示了复合纸微观结构及组成对其润湿性、力学性能以及电磁屏蔽性能的影响。SEM测试结果表明,该复合纸具有多层结构。导电性测试结果表明,3个导电层导电性呈梯度变化。接触角测试的结果表明,形成多层梯度结构后,复合纸的接触角为115°,表现出了一定的疏水性。万能力学试验机的结果表明,多层梯度结构复合纸的应力和应变分别为26.7 MPa和2.16%,相比混合非梯度复合纸有了一定的提升。矢量网络分析仪的测试结果表明,具有梯度结构的复合纸在8.2 GHz时,电磁屏蔽效能为24 dB,高于混合非梯度结构复合纸的效能(19 dB),并以吸收损耗为主。因此,通过构建分层梯度结构可以显著提升复合纸的力学性能以及电磁屏蔽性能。