基于复合石墨双极板的亲疏水特性研究

为了更好的管理燃料电池内部的水平衡,对复合石墨双极板的亲疏水特性进行研究。首先,对双极板进行表面处理,改变双极板表面的接触角;其次测量了双极板与碳纸间的接触电阻,最后装配了燃料电池堆并测量不同亲疏水特性双极板的电性能。实验结果表明,通过亲水处理减小复合石墨双极板表面的接触角有利于增强燃料电池堆性能,提升电池的排水能力。

复合石墨组织铸铁抗铝液侵蚀的机理及应用

石墨与铝合金熔液之间润湿性差,在有限铝液高度时,铝液对灰铸铁石墨片之间的铁组织的侵蚀也可忽略。可利用具有片状组织的灰铸铁抵抗铝液侵蚀;将铸件内层设计为球墨铸铁以利用其高温强度性能;该复合层铸铁件可用铸造方法一次获得。试验结果证实了复合石墨铸铁用于处理铝合金熔液的装置是可靠的。

高性能复合石墨材料的研究

高性能复合石墨材料由石墨与合成树脂在一定温度和压力下模压复合而成。本文研究了各种石墨的配比、石墨的粒度、树脂的选用及复合工艺对复合材料物理、力学性能的影响,并对复合石墨材料断口进行了电镜分析。

石墨烯/聚酰亚胺复合石墨纤维的结构与性能

采用干湿法纺丝工艺制备氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纤维,然后将复合纤维进行炭化和石墨化处理得到石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维及石墨纤维。对复合碳纤维进行热重分析、Raman、力学性能、传导性能、形貌等测试分析。结果表明,氧化石墨烯添加量为0.3%(质量分数,下同)的复合纤维的耐热性能最佳;氧化石墨烯的加入,使石墨烯/聚酰亚胺复合碳纤维的力学性能和传导性能明显提高,石墨化程度增加。当复合碳纤维2800℃石墨化后,氧化石墨烯含量增加到2.0%时,复合石墨纤维的热导率达到435.57 W·m-1·K-1,结构更加致密。

印染机械用新型复合石墨轴承的研究

采用工程塑料填充石墨研制的新型复合石墨轴承 ,通过在印染机械上装机试验 ,结果表明 ,该轴承具有耐磨性好 ,摩擦系数小 ,使用寿命长等优点。同时对复合工艺进行讨论 。

千瓦级钒电池用复合石墨板的研制

钒电池作为储能电池具有广阔的应用前景，主要应用在电站调峰以平衡负荷，以及用作大规模光电转换、风能发电的储能电源和边缘地区储能系统，不间断电源或应急电源系统。导电双极板是钒电池电堆中的重要组件，要求除电化学活性外，应具有一定的机械强度、导电性好、不透液体，相当的比表面、在强酸性条件下不发生阳极氧化或溶解、有一定的导热性等。它的性能对电堆功率输出和循环寿命具有重大影响。目前此类电池常用的双极板是无孔石墨板和导电塑料板。无孔石墨板国内尚没有生产能力，采用气孔率为15％的机制石墨板进行了多次处理，并应用在钒电池中，取得了良好效果，电池输出功率可以达到1kW以上。

Ni、Y复合石墨烯作为润滑油添加剂对GCr15钢摩擦学行为的影响

以高定向热解石墨为原料,采用高能球磨法制得多层石墨烯,以及Ni、Y金属颗粒复合多层石墨烯.通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射光谱对上述多层石墨烯及Ni、Y复合多层石墨烯进行形貌和结构表征.分别将上述多层石墨烯及Ni、Y复合多层石墨烯加入聚α烯烃PAO6中,系统考察分散液对GCr15自配副界面摩擦学行为的影响.结果表明:利用球磨法能够制备多层石墨烯,同时,Ni、Y金属颗粒能够与多层石墨烯形成纳米复合结构.GCr15钢自配副在聚α烯烃PAO6油润滑条件下,向油中添加多层石墨烯及Ni、Y复合多层石墨烯后,摩擦系数降低至0.03~0.05.

石墨烯/高分子复合材料研究进展的可视化分析

为了解石墨烯/高分子复合材料研究领域的研究现状,利用CiteSpace软件对2004—2023年期间该领域的文献进行可视化分析,通过主题检索构建数据集,从时间分布、国家合作、机构合作及文献共被引分析该研究领域的发展情况。石墨烯/高分子复合材料领域研究活跃,中国、美国、印度为主要研究力量,中国的发文数占所有国家发文数的45%;电磁干扰、热导率及石墨烯纳米片是该领域的三个主要聚类,近期的研究热点为石墨烯/高分子复合材料用于电磁干扰,掺入石墨烯的高分子材料具有高电磁屏蔽效率。突变性分析结果表明,近期该领域的研究趋势为石墨烯增强复合材料,在低添加量下,石墨烯对复合材料力学性能的增强效果显著。

超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层微观结构及耐磨损性能

目的研究不同石墨含量对超音速激光沉积Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能的影响。方法利用扫描电子显微镜、能量色谱仪、维氏硬度计、激光共聚焦扫描显微系统、X射线衍射仪、摩擦磨损测试对复合涂层的微观组织、显微硬度、耐磨损性能及磨损机制进行分析。结果随着原始粉末中镀铜石墨质量占比的增加,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的沉积效率逐渐降低。基于Al_(2)O_(3)颗粒的原位喷丸效应及激光辐照的加热软化效应,复合涂层具有致密的微观组织,且复合涂层与基体界面结合良好。单一添加Al_(2)O_(3)颗粒可以将Cu涂层的硬度从108.19HV0.2提高至121.82HV0.2。随着石墨含量的增大,涂层的显微硬度逐渐降低,镀铜石墨在原始粉末中的质量分数从5%增至15%,Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层的硬度从116.09HV0.2降至94.17HV0.2。添加石墨能够在复合涂层表面形成固体润滑层,降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能。CuAlGr10复合涂层具有最优的耐磨损性能,磨损率为0.7×10^(−4)mm^(3)/(N·m)。此外,由于激光辐照促进了复合涂层内部颗粒间的界面结合,均匀分散在石墨润滑相中的Al_(2)O_(3)颗粒作为负载支撑和耐磨相,可进一步降低复合涂层的磨损率。结论Cu-Al_(2)O_(3)-石墨复合涂层优异的耐磨性能是润滑相石墨颗粒和硬质增强相Al_(2)O_(3)颗粒共同作用的结果,石墨的添加能够降低复合涂层的摩擦因数,提升涂层的耐磨损性能,但过量的石墨颗粒会对涂层产生割裂作用,导致增强相Al_(2)O_(3)颗粒脱离涂层,从而加剧涂层的磨损。

制备工艺参量对超大颗粒石墨/铜基复合材料基本性能的影响

添加超大石墨颗粒来提高铜的润滑性能具有制备操作简便、工艺成本低等优点。文章在研制超大粒度石墨颗粒作为功能相的铜基复合材料基础上,探讨制备工艺参量对该复合材料热导率、压缩强度和摩擦系数等基本性能的影响。研究发现,该复合制品的热导率明显大于采用等质量的较小粒度石墨原料的复合制品;石墨含量越多,颗粒越小,铜/石墨复合样品的热导率就越低。结果表明,该复合制品的规定非比例压缩强度和抗压强度均明显高于采用较小石墨颗粒的复合制品,其力学性能主要与石墨颗粒大小和添加量有关。在本工作的粒度范围(120~1500μm)和含量范围(5%~15%)内,石墨颗粒越大,含量越少,其复合制品的力学强度就越好。研究还表明:该复合制品的摩擦系数与采用等质量的较小粒度石墨原料的复合制品基本相当;对于摩擦性能,本工作中的石墨含量以10%为佳,粒度以32目即约为720μm为佳。

电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究

石墨烯与金属粉末混合后容易团聚,不能有效均匀分散,无法充分发挥其优异特性。为解决石墨烯在复合材料中的团聚问题,采用自主研制的电爆设备制备了石墨烯气溶胶,将其与铜粉混合得到石墨烯/铜复合粉体,并制备出石墨烯/铜复合涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对石墨烯气溶胶及复合材料进行表征分析,并测试涂层的硬度和耐磨性。结果表明,电爆法制备的石墨烯主要为小片径石墨烯,片径尺寸为5~40 nm,层数为3~7层。在浓度0.875 mg/L的石墨烯气溶胶中,衬底放置时间少于10 min时,单个的小片径石墨烯片碰撞吸附在衬底上,未发现凝并后的石墨烯气溶胶凝胶;衬底放置时间超过10 min后,许多小片径石墨烯堆叠在一起,形成石墨烯气溶胶凝胶,且衬底放置时间越长,凝并越严重,石墨烯气溶胶凝胶团也在不断长大。石墨烯/铜复合粉体中小片径石墨烯均匀吸附在铜粉表面,制备出的复合涂层其表面C元素分布均匀,有效解决了团聚问题。0.5 wt.%石墨烯/铜涂层平均硬度为74.8 HV0.05、摩擦系数为0.18,与纯铜涂层相比均有不同程度的提升。结果表明,电爆法制备的石墨烯气溶胶可用于制备石墨烯/铜复合涂层,提高涂层的硬度和耐磨性。该方法有望为制备高性能石墨烯/金属复合材料提供新的途径。

镀银石墨粉制备银石墨复合材料的微观结构和性能

银石墨复合材料是一种具有理想综合性能的电接触材料。为了解决复合材料中石墨分布不均匀,界面结合较弱的问题,通过在石墨表面预先镀铜,再镀银的两步化学镀法,制备镀层致密均匀的预镀铜-镀银石墨粉,并采用热压烧结方式制备高性能银石墨复合材料。结果表明:预镀铜工艺的引入能改善复合材料中石墨的分布均匀性,减少界面处的孔隙和裂纹等缺陷,提高材料的致密度,并且使银基体在石墨颗粒周围形成连续的三维网状结构,有效提升复合材料的力学性能和导电性能。与活化-镀银石墨复合材料相比,预镀铜-镀银石墨复合材料的硬度(HV)由22.9提高至33.0,提升了44.1%;抗弯强度由70.4 MPa提高至97.2MPa,提升了38.1%;电阻率则由0.11μΩ·m降低至0.08μΩ·m。

氧化石墨烯-硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响及机理分析

研究了涂覆氧化石墨烯-硅烷复合乳液和硅烷乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并通过分子动力学模拟构建了氯离子在C-S-H凝胶孔道中的传输模型,分析了复合乳液的作用机理。结果表明:涂覆复合乳液与硅烷乳液均能有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,其中,复合乳液的效果更好;乳液中的分子与C-S-H界面通过静电力、分子间相互作用力、成键等方式互相结合,改变了C-S-H界面性能,减缓了水分子进入孔道中的速度,也降低了氯离子的渗透速度;乳液分子在孔道中通过吸附作用吸附周围的分子,形成较大体积的团簇体,阻塞了孔道,抑制了孔道中氯离子与水分子的传输,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能。

二硒化钼/石墨烯复合材料的非线性光学性质

采用溶剂热法合成了二硒化钼/石墨烯(MoSe_(2)/rGO)复合材料,进一步通过滴涂法制备了二硒化钼/石墨烯/聚乙烯醇(MoSe_(2)/rGO/PVA)薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对MoSe_(2)/rGO复合材料和薄膜材料的结构、形貌、成分和吸收特性进行分析。采用Z-扫描技术,在激光光源为1064和532 nm,脉冲宽度为4 ns条件下,研究了MoSe_(2)/rGO溶液和薄膜的三阶非线性光学(NLO)性质。结果表明,MoSe_(2)/rGO/PVA薄膜的三阶NLO性质明显高于MoSe_(2)溶液、MoSe_(2)/rGO溶液和MoSe_(2)/PVA薄膜。在入射能量25μJ,激发波长532 nm条件下,MoSe_(2)/rGO/PVA薄膜材料显示了更大的非线性吸收系数。本工作为过渡金属硫族化合物/石墨烯复合材料在光限幅和激光锁模中的应用奠定基础。

石墨烯复合气凝胶在水污染治理方面的应用分析

为提升GA材料的机械性能,实现水污染的有效治理,通过将天然橡胶乳液与GA的水性分散液混合制备GA/NRL,吸附测试结果表明:对MB正电性染料吸附效果好,且对轻油、重油有机溶剂的吸收量分别是自身质量130、276倍,吸油、吸水效果好。循环吸附效果表明:对十二烷的吸油能力随循环系数的增加而保持稳定,且经4次循环后,还能够将材料中70%左右的油去除,循环利用性能好。

基于分子动力学模拟的铜-石墨烯复合材料耐烧蚀性能提升方法

直线推进机构的轨道因滑动电弧烧蚀严重易导致发射失败,研究新的耐烧蚀金属材料是提高发射效率的关键,目前鲜有性能优异的铜-石墨烯复合材料(CuGr)在极端工况下滑动电弧烧蚀的研究。该文对石墨烯层叠式分布CuGr模型进行分子动力学模拟,揭示模拟烧蚀中模型表层温度和材料微观结构的演变规律,并提出石墨烯在材料中合适的掺杂方式。结果表明:石墨烯质量分数越高,层数越少,CuGr导热性能越好。石墨烯能有效的减少轰击最大侵入距离。基体中石墨烯也可阻挡位错深入,不引起反尺寸效应时石墨烯层数越多,质量分数越大,应变残留深度越小。石墨烯可以降低最终侵蚀坑的深度和减少基体材料的质量损失,CuGr模型的侵蚀坑深度类似,质量损失方面各模型相差较小但随着层数增加呈现减小趋势,且都优于Cu模型。综合对比模拟结果,效果最优的是石墨烯6层分布Cu Gr1%。上述结果可揭示铜-石墨烯复合材料耐烧蚀作用规律和微观机理,为制备耐烧蚀性能更高的CuGr材料提供理论依据和技术支持。

孔洞对石墨复合保温材料导热系数的影响

快速的城镇化发展导致能耗不断增加,故研发优良的保温性能材料以提高能源效率逐渐成为全社会关注的焦点问题。石墨复合保温材料因具有良好的保温隔热和防火性能,逐渐受到了学者的广泛关注,但其与外墙的连接开孔将降低其导热性能等方面的研究相对缺乏。因此,文章以石墨复合保温材料为研究对象,探究了不同组分材料占比及孔径尺寸对石墨复合保温材料导热系数的影响规律。研究结果表明,随着石墨聚苯颗粒体积占比和孔径尺寸的增加,石墨复合保温材料的导热系数将降低。通过研究,能够为石墨复合保温板的优化设计及其推广应用提供理论依据。

石墨烯复合材料在提升多媒体播放器耐用性中的应用

石墨烯复合材料,是一种将石墨烯与其他材料结合形成的新型复合材料,其继承了石墨烯的优异特性。通过对比石墨烯复合材料与传统材料的性能参数,论证其在多媒体播放器耐用性方面的提升,结果表明,石墨烯复合材料的各项性能大幅优于传统材料,在结构稳定性、电气性能、热稳定性和化学稳定性方面表现出色,特别是在提升多媒体播放器等电子设备的耐用性方面起到重要作用。

CVD合成三维石墨烯-铜复合材料及其超高导电性(英文)

石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材,测量了其在室温和高温下的电导率,获得了导电率(101.0%IACS)高于国际退火铜(100%IACS)的铜-石墨烯复合材料,且石墨烯-铜复合导线的高温载流量比纯铜线高5.45%。本研究为获得超高导电性铜基复合材料提供了新的思路。

石墨复合保温板免支模一体式外墙结构体系的保温及力学特性

石墨复合保温板因其良好的保温性能在建筑工程中受到青睐,将其应用于建筑外墙结构可以提高保温性能,但存在易于脱落的缺点。文章探究了石墨复合保温板的导热特性,基于石墨复合保温板的力学分析模型,针对保温板外墙保温结构体系中存在的弊病,构建了免支模一体式外墙结构体系,并优化了其施工工艺。研究表明,石墨复合保温板免支模一体式外墙结构体系在提高建筑保温性能的同时提升了其与外墙连接的可靠性,也降低了施工成本与风险,进而为该体系在建筑工程中的应用提供了理论依据。