关键词： 聚乙烯醇缩丁醛   功能氧化石墨烯   力学性能   透明性  

摘要： 采用不同类别的离子表面活性剂对氧化石墨烯(GO)进行功能化修饰,并通过溶液共混法制备了一系列聚乙烯醇缩丁醛/功能氧化石墨烯(PVB/f-GO)复合材料。X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)分析表明,表面活性剂的插入有效阻止了GO的聚集,改善了其在PVB中的分散性。力学性能和可见光区透光性能测试表明,当添加十六烷基磺酸钠改性的氧化石墨烯(s-GO)含量为0.02 wt%时,PVB/s-GO复合材料的拉伸强度相比于原始PVB提高了38.1%,同时保持着88%的可见光透过率;当添加十六烷基苯磺酸钠修饰的氧化石墨烯(sd-GO)含量为0.03 wt%时,PVB/sd-GO复合材料的拉伸强度相比于原始PVB提高了28.4%,紫外线屏蔽能力提高至65%以上。

关键词： 计量学   拉曼光谱法   石墨烯   层数   机械剥离  

摘要： 石墨烯材料层数控制是石墨烯高质量发展的重要指标之一,准确测量层数是研究、开发和应用石墨烯材料的核心,研究分析石墨烯材料的层数对其产品特性和应用有着十分重要的影响。首先阐述了石墨烯层数测量研究的必要性,其次综述了现有几种石墨烯层数的测量方法,包括光学对比度法、拉曼光谱法、原子力显微镜法和高分辨透射电镜法,并依据拉曼光谱法测量分析了机械剥离法制备的石墨烯样品的层数,采用拉曼光谱对选区石墨烯样品进行随机测试,通过测试条件的选择使得空白衬底硅的拉曼模峰信号值高于5000。基于该测试方法,测量含有石墨烯样品的硅拉曼模的特征峰值,并计算含石墨烯样品和空白衬底的拉曼模峰高之比。将该比值与国家标准中拉曼法测量石墨烯材料层数的理论值进行比较,从而判断石墨烯样品的层数。测试结果表明,研究形成的技术方法可对机械剥离法制备的石墨烯薄膜样品层数进行测量,为石墨烯材料层数的研究及检测分析提供参考。

关键词： 石墨烯   高导热膜   散热性   测量方法  

摘要： 随着人工智能、5G通信、电子技术等领域的发展,高性能设备对热管理和芯片散热的需求愈发迫切,石墨烯凭借超高的导热性能成为了材料科学研究的焦点。为了准确评估其薄膜的散热性能,该研究对现有测量技术进行了深入分析,并结合该薄膜的材料特性,研发了一种真空恒功率加热平台。实验证明:该设备可建立材料热导率与测量温度的线性关系,能通过简单的温度测量,确定被测材料的热导率。

关键词： 聚乳酸   氧化石墨烯   己内酯   复合材料   四氧化三铁  

摘要： 为提高聚乳酸(PLA)的综合性能,本研究制备磁性还原氧化石墨烯接枝聚己内酯(MG-PCL)纳米填料,通过溶液共混法制备MG-PCL/PLA复合材料。对MG-PCL的化学结构、晶体结构、热稳定性、微观形貌和分散性进行研究,并探讨了不同重量比MG-PCL/PLA复合材料的形貌、力学、热学和亲水性能。结果表明,MG片层成功负载着均匀且致密的Fe_(3)O_(4)纳米粒子,并呈现出优异的分散性和磁性。随着MG-PCL重量分数的增加,其在PLA基体中的分散性略有降低,但复合材料的结晶度和亲水性显著增加。10/90 MG-PCL/PLA复合材料的结晶度由8.1%提高到31.5%,亲水角达到了67°;5/95 MG-PCL/PLA复合材料的拉伸强度提高至67.53 MPa,断裂伸长率达到9.2%。合适的纳米填料配比显著提升了PLA复合材料的性能,为其在3D打印材料和环保纺织品等领域的应用提供了广阔的前景。

关键词： 新型互连材料   石墨烯   等离子体化学气相沉积   衬底偏压   电导率   热应力  

摘要： 随着后端互连间距和横截面积的持续减小,Cu面临着电阻率、电迁移和RC延迟等挑战.石墨烯覆盖Cu后形成的复合材料(Cu-Gr),可以显著降低Cu线电阻率,提高其电流密度与抗电迁移性能,能有效应对当前纯Cu互连所面临的挑战.本文首先采用物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)制备了100 nm厚的Cu膜,并通过Ar+射频清洗改善了其表面能.然后利用等离子体化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)在Cu表面沉积石墨烯,通过调节衬底偏压至75 V,最终在Cu表面沉积出了具有低缺陷密度、较高平整度的少层石墨烯结构的碳薄膜.随后,对Cu-Gr进行了350℃热退火处理来改善其导电性能.结果表明,热退火处理前,在75 V衬底偏压下Cu-Gr的电导率最高,相比较热退火前的Cu,其电导率提升12.64%.热退火处理后,在50 V衬底偏压下Cu-Gr的电导率最高,相比较热退火后的Cu,其电导率提升12.75%.此外,ANSYS有限元分析表明将Cu-Gr应用于超大规模集成电路(very large scale integration circuit,VLSI)互连结构中,在通孔附近的等效热应力最高,其值为35.8 MPa.上层Cu-Gr互连位置等效弹性应变最大,其值为1.1×10^(-4).

关键词： 锌离子电池   V_(2)O_(5)   石墨烯   复合材料   正极  

摘要： 采用溶胶凝胶法结合冷冻干燥技术制备V_(2)O_(5)·nH_(2)O与石墨烯的复合材料,利用场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了复合材料的表面形貌和晶体结构,循环伏安和充放电测试研究了该复合材料作为锌离子电池正极材料的储锌性能。结果表明,该复合材料结晶性良好,具有二维的片形貌;在不同的放电制度下,复合材料具有更高的放电比容量,倍率性能更优;复合材料峰电位之差较小,具有赝电容行为,说明其具有良好的可逆性和循环稳定性。

关键词： 涡轮叶片   振动特性   石墨烯   有限元分析  

摘要： 为了保证涡轮叶片在苛刻的环境下安全运转,在叶片表面涂敷防护涂层以改善其振动性能。在涡轮叶片中加入石墨烯和各向异性材料参数的NiCrAlY,以改善涡轮叶片的振动特性。基于ANSYS Workbench有限元仿真软件,分别对有无石墨烯增强的涡轮叶片进行模态和谐响应分析,对比二者的固有频率和位移响应。同时绘制坎贝尔图,分析在不同转速下叶片的共振影响。结果表明:添加石墨烯后,涡轮叶片的振幅响应峰值降低,共振点减少,共振发生的可能性降低,加入石墨烯可以改善涡轮叶片的振动特性。

关键词： 石墨烯-TiO_(2)复合传感器   铅离子监测   性能评估   交通工具维修废水  

摘要： 探讨了石墨烯-TiO_(2)复合传感器在交通工具维修废水中铅离子(Pb^(2+))监测的应用效果。通过灵敏度、选择性、稳定性、线性范围、重复性和再现性、响应恢复时间以及环境适应性测试等方面对传感器的性能进行了评估。实验结果表明,传感器在0.005~50mg/L范围内具有高灵敏度和良好的线性响应,检测限约为0.005mg/L。传感器对铅离子的选择性显著高于其他金属离子,且在长期使用中表现出优异的稳定性。传感器的响应时间和恢复时间均较短,适合连续监测需求。在不同温度和湿度条件下,传感器的性能稳定,显示出良好的环境适应性。研究结论可为石墨烯基复合材料在水质监测中的应用提供理论基础。

关键词： 光电子学   自发辐射   传输矩阵   核壳结构   石墨烯  

摘要： 为了研究含石墨烯的核壳结构的光散射特性,特别是电场分布、能量密度以及辐射/非辐射衰减率等,采用传输矩阵法计算了入射光波长和偶极子发射器位置对Au@SiO2@Graphene自发辐射的影响。当内核尺寸和壳层厚度不变时,随着中间介质层Si O2厚度的增加,该核壳结构近场区的Purcell因子增大;核壳结构中Purcell因子随偶极子发射器与球体中心间距的增加而减小,实现了对自发辐射的调控;通过优化石墨烯核壳的结构参数,实现了在可见光范围内, Purcell因子的最大值出现在约633 nm处;在介质层厚度固定时,增加模型的半径会导致Purcell因子的减小;改变模型尺寸参数,可以有效强化含石墨烯的核壳结构与光波之间的相互作用。本研究可为太阳能光热领域提供参考。

关键词： 柔性应变传感器   石墨烯   碳纳米管   刮涂法   灵敏度  

摘要： 针对柔性应变传感器的稳定性差、灵敏度低等问题,课题组研究采用石墨烯(graphene, GR)和碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)作为导电层,聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)作为基底,利用刮涂法制备了一种三明治型的柔性应变传感器。研究过程中,在导电材料质量分数为4%,石墨烯与碳纳米管质量比为3∶2的条件下,通过拉伸试验机对柔性应变传感器的力学性能、灵敏度和稳定性进行了测试。结果表明:在0~20%应变范围内,传感器具有良好的线性度,应力-应变线性相关系数为0.997 03;在0~20%应变范围内,随着应变的增加,灵敏度保持不变;此外,经过200次拉伸、放缩实验后,传感器仍保持良好的稳定性。