石墨烯均匀分散问题研究进展

具有优良性能的石墨烯常被作为增强体加入基体材料中以改进其性能。研究发现,石墨烯增强复合材料的性质在很大程度上取决于石墨烯在基体中的均匀分散程度。而石墨烯增强体在基体中的均匀分散问题一直是研究的难点,这就限制了石墨烯增强复合材料性能的提升及其开发应用。总结了石墨烯在基体中均匀分散方法的研究进展,并展望了其研究方向及发展趋势。

石墨烯含量对铜基石墨烯复合材料力学和电学性能的影响

为改进铜基复合材料的力学和电学性能,向铜基体分别加入0.2%、0.3%、0.4%(质量分数)的石墨烯,充分混合后,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了石墨烯/铜(G/Cu)复合材料。通过扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱和XRD等表征了复合材料微观结构,测试了其硬度、屈服强度、抗压强度和导电率等性能,以确定石墨烯在铜基体中的合适掺杂量。结果表明:随着石墨烯含量的降低,其力电性能显著提高。当石墨烯质量分数为0.2%时,G/Cu复合材料的综合性能(力学及电学性能)达到最好匹配,实现了铜基材料的高强度、高导电性:其抗压强度和屈服强度分别为557.23 MPa和256 MPa,相对于用SPS方法制备的纯铜分别提高了59.21%和70.7%;电导率为52.3 MS/m,其IACS高达91.8%。

石墨烯储氢性能的研究进展

简要介绍了石墨烯的几种制备方法及石墨烯和氢分子之间的相互作用。综述了几种增强石墨烯储氢性能的途径,如碱金属掺杂、碱土金属掺杂、非金属元素掺杂及过渡金属元素掺杂等,并分析了以上元素掺杂石墨烯的主要性质及对其储氢性能的影响。最后展望了石墨烯储氢材料未来的研究方向及其发展趋势。

石墨烯复合材料界面结合的研究进展

归纳了改进石墨烯复合材料界面结合的方法,综述了石墨烯的均匀分散对性能的影响,并展望了石墨烯复合材料界面结合的研究方向及发展趋势,以为石墨烯复合材料初学者提供有益的帮助。

镍含量对铜基石墨烯复合材料力电性能的影响

通过镍的添加来改善铜与石墨烯之间较差的界面结合性能，从而提高铜基石墨烯复合材料的力学和电学性能。本实验采用放电等离子（SPS）烧结技术制备了石墨烯含量为0．2％（质量分数，下同），镍含量分别为1．0％，1．5％和2．0％的镍掺杂石墨烯／铜（G-Cu／Ni）复合材料。利用拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段，对镍掺杂石墨烯／铜（G-Cu／Ni）复合粉末的形貌和石墨烯的结构进行了研究，揭示了不同镍含量对铜基石墨烯复合材料力电性能的影响。结果表明：随着镍含量的增加，复合材料的硬度随之增加，屈服强度先升高后降低；其电学性能随着镍含量的增加而逐渐降低。当镍含量为1．0％时，复合材料的力学和电学性能达到较好的配合：复合材料的屈服强度为320．3MPa（相对于未添加镍的石墨烯／铜复合材料而言提高了31．08％），电导率为45．72MS·m-1，其电导率百分值（IACS）高达80．21％。