碳纳米管增强银/石墨复合材料电接触性能研究

采用粉末冶金法制备碳纳米管/银/石墨复合材料(CNTs/Ag/G),研究了碳纳米管增强银/石墨复合材料的电接触性能。结果表明:随CNTs含量的增大,复合材料的布氏硬度、表面粗糙度和接触电阻均呈现先上升后下降的趋势,说明少量的CNTs可以起到提高电接触性能的积极作用。这是因为少量的碳纳米管可以均匀分散在复合材料基体中,能够起到很好的增强作用;随含量的继续增大,CNTs难以在基体中分散均匀,容易发生团聚,割裂基体,从而导致材料性能降低。

石墨烯和碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展

本文回顾了碳纳米管(CNT)和石墨烯(Gr)增强铜基复合材料的研究进展,探讨了这些复合材料的制备方法、性能提升机制及潜在应用前景。CNT和Gr因独特的物理化学特性,作为铜基复合材料的理想增强相,显著提升了材料的力学性能、导电性和热导率。首先回顾了铜基复合材料的传统制备技术,包括粉末冶金法和机械合金化法,随后介绍了新兴的化学气相沉积(CVD)和电沉积法,这些技术通过直接生长或电化学沉积实现更好的界面结合。对比分析了不同方法的优缺点,指出粉末冶金和机械合金化的成本较低但可能引起增强相分布不均,而CVD法虽能制备高质量材料但成本较高且环境影响敏感。进一步分析了CNT和Gr在铜基体中的分散性及界面结合对性能的影响,强调了良好分散性和强界面结合的重要性。在力学性能方面,CNT和Gr的分散性和界面结合对复合材料的强化机制起着关键作用,包括载荷转移、晶粒细化和Orowan强化等。此外,讨论了CNT和Gr增强铜基复合材料在耐腐蚀性、磨损性能及热管理等方面的应用潜力。尽管存在挑战,但这些复合材料在电力传输、电子器件和航空航天等领域显示出巨大应用前景。未来的研究将集中于微观结构控制、制备工艺创新和多功能复合材料开发,以实现更高性能的工业应用。

碳纳米管-银-石墨复合材料的电磨损性能

采用粉末冶金工艺制备碳纳米管—银—石墨复合材料,初压压力200 MPa,在H_2保护气氛下烧结并保温1h,复压压力400 MPa制得复合材料,研究电流密度(0～25 A/cm^2)对碳纳米管—银—石墨复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着电流密度的增大,电磨损过程中的发热量增大,粘着磨损加剧,润滑膜遭到破坏,导致复合材料的摩擦因数、磨损量增大。比较正、负极电刷磨损量发现,接触表面理化反应和金属转移的存在,导致正刷磨损量大于负刷磨损量：正刷磨损量随电流密度增大而成倍增长,负刷磨损量与电流密度关系不明显,电流密度越大磨损极性的差异越明显。

电流对碳纳米管-银-石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了复合材料在机械磨损和带电磨损2种状态下的摩擦磨损性能及接触电压降的变化情况.结果表明,复合材料在带电磨损条件下的摩擦系数和磨损体积损失均比不带电条件下的大.这是由于外加电场不利于保持摩擦副接触表面在摩擦热等作用下形成润滑膜的均匀性和完整性所致.此外,在带电磨损条件下,阳极的磨损体积损失比阴极的大.其原因在于,摩擦副接触表面润滑膜中的水在电场作用下发生离解,在正刷侧释放出活性氧,活性氧与电刷表层中的碳或金属发生氧化反应,从而使得磨损加剧.

外加载荷对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了压力变化对碳纳米管银石墨复合材料纯机械磨损和电磨损性能的影响。结果表明:在纯机械磨损条件下,随着压力的增加,复合材料的磨损体积线性增加;在电磨损条件下,复合材料的磨损体积与压力成U型变化;当压力过小时,由于电气磨损量大以及电刷跳动产生的火花磨损,导致复合材料的电磨损体积较大;当压力过大时,破坏了电刷和换向器之间形成的润滑膜,产生严重的犁削和粘着磨损,使复合材料的电磨损体积急剧增大;复合材料的电磨损体积与电刷的极性有关,正刷的磨损体积大于负刷的磨损体积;随着压力的增大,复合材料的摩擦系数也随之增大,且在相同条件下,电磨损时的摩擦系数大于纯机械磨损时的摩擦系数;碳纳米管的加入可以提高复合材料的抗电磨损性能。

圆周速度对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银-石墨复合材料,研究圆周速度对复合材料接触电压降的影响。结果表明,当压力一定时,随着圆周速度的增大,复合材料的接触电压降略有增加,而圆周速度增大到一定值后,接触电压降急剧增加并伴有火花磨损出现。压力较小时(1N/cm2)圆周速度为7.5m/s时就出现电火花,压力较大时(2.5N/cm2)圆周速度为15m/s出现电火花。在圆周速度不变的条件下,接触电压降先升后降最后趋于稳定。

压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金法制备碳纳米管-银-石墨复合材料电接触材料,在带电状态下(10A/cm2),研究了压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响,结果表明:当压力较小时(10N/cm2,5N/cm2),由于电刷的跳动产生火花,导致复合材料接触电压降较大;随压力增加,复合材料电刷和换向器的实际接触面积增大,接触电阻减小,电刷的接触电压降下降;由于碳纳米管的研磨作用,阻止了润滑膜随磨损时间延长而增厚,使电刷的接触电压降维持在一个较稳定的数值上。

四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯天然胶乳复合材料的制备及性能研究

以铁离子、碳纳米管、氧化石墨烯为原料,经过硫化铵或多巴胺还原、氨水增强的共沉淀法制备四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯(Fe_(3)O_(4)/CNT/G)粉体,再将粉末添加到天然胶乳中用流延法制备成复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、拉伸测试仪等表征方法研究了Fe_(3)O_(4)/CNT/G天然胶乳复合材料的结构和力学性能、导电、导磁性能。结果表明:硫化铵工艺制备出来的粉末的导电性和导磁性都要优于多巴胺工艺制备出来的粉末(电导率为0.21S/mm;饱和磁化强度和矫顽力为14.01emu/g和4.11Oe)。当复合材料中Fe_(3)O_(4)/CNT/G粉末添加量为3%时,力学性能达到最佳,拉伸强度为9.8MPa。

三维石墨烯/碳纳米管复合材料的制备及超电容性能研究

该研究旨在探讨三维石墨烯/碳纳米管复合材料的生产方法和其超电容特性。用平衡沉积法制备Ni-Mg-Al三元金属氧化物(TMO),并用一步化学气相沉积法(CVD),以CH4为碳源,Ar为保护气体,通过Ni的原位还原过程,成功制备出碳纳米管(CNTs),并且在Mg与Al的金属氧化物中形成石墨烯(GR)。最后采取水热处理方式,有效剔除TMO,成功生产出三维石墨烯(3DGR)/CNTs的混合物。同时通过调节Ni、Mg和Al 3种金属离子的摩尔比、生长温度和生长时间,并借助3DGR/CNTs复合材料的结构和电容特性,来对CNTs和GR 2种成分的生长动力学差异进行适当的管理和改善。经过研究,发现CNTs复合材料的电子传输路径得到CNTs与GR的共同作用,这对于显著提高其导电特性,进一步增强其电容性能具有积极影响。

滑动速度对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了圆周速度对复合材料摩擦系数、磨损量的影响。结果表明,当压力一定时,随着速度的加快,机械磨损的摩擦系数减小,而电磨损的摩擦系数增大;复合材料的电磨损量远远大于机械磨损的磨损量,电磨损时磨损量在V=10m/s处出现最小值,而机械磨损的磨损量随速度的加快而减小。

石墨烯负载银基纳米颗粒复合材料的制备与性能分析

本研究旨在开发一种新型石墨烯负载银基纳米颗粒(AgNPs/rGO)复合材料,并分析其制备过程和材料性能。通过采用化学还原法,将银离子还原形成银纳米颗粒,并负载在还原氧化石墨烯(rGO)表面,制备出一种具有优良导电性和抗菌性的复合材料。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及拉曼光谱(Raman spectroscopy)对复合材料的结构和形态进行了详细分析。通过对AgNPs/rGO复合材料的物理和化学特性进行评估,我们研究其在催化剂、传感器和生物医用材料等领域的应用潜力。研究结果表明,该复合材料展示出良好的稳定性、高导电性和显著的抗菌效果,特别是对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出高效的抗菌活性。这些性能的提高归因于石墨烯和银纳米颗粒之间的协同效应。AgNPs/rGO复合材料的制备为开发多功能纳米复合材料提供了新的思路,并为其在电子、生物医学和环境科学等多个领域的应用奠定了基础。

石墨烯银纳米粒子复合材料的制备及表征

以无毒、绿色的葡萄糖为还原剂,在没有稳定剂、温和的液相反应条件下,同时还原氧化石墨和银氨溶液中的银氨离子,原位制备石墨烯银纳米粒子复合材料.采用X射线衍射、红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电子显微镜对所制备的石墨烯银纳米粒子复合材料进行了表征.结果表明:氧化石墨和银离子在反应过程中同时被葡萄糖还原,银纳米粒子均匀分布于石墨烯片层之间,生成的银纳米粒子中大多数存在着孪晶界,银纳米粒子的大小和分布受硝酸银用量的影响,在合适的银离子浓度下,负载在石墨烯片层上的银纳米粒子的粒径分布集中在25 nm左右;复合材料中石墨烯的拉曼信号由于银粒子的存在增强了7倍.

纳米银@石墨烯复合材料的绿色制备及其抑菌性能

以聚乙二醇为还原剂通过水热反应,还原氧化石墨烯同时在石墨烯表面原位生长银纳米粒子,制备纳米银@石墨烯复合材料。采用紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、红外吸收光谱、透射电子显微镜对所制备的纳米银@石墨烯复合材料进行了表征。结果表明,银以单质形态成功负载在石墨烯表面,银纳米粒子的平均粒径为30nm。以大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抑菌性能进行测试,纳米银@石墨烯复合材料在100 mg/L时可以完全抑制大肠杆菌的生长,是一种效果显著的新型抑菌材料。

聚乳酸/石墨/多壁碳纳米管复合材料的制备及性能

通过共溶剂法制备了由石墨(GN)和多壁碳纳米管(MWCNTs)掺杂的聚乳酸(PLA)纳米复合材料,借助扫描电镜等手段,研究了MWCNTs用量对复合材料微观结构、热稳定性、导热和导热性能及介电性能的影响。结果显示,MWC-NTs和GN在PLA基体中形成了稳定的导电和导热网络结构,从而导致复合材料具有较低的导电和导热逾渗阈值,其值约为MWCNTs/GN=0.5/1。MWCNTs和GN均匀分散和协同增强效应促使复合材料热稳定性、导热和导电性能明显提高。与纯PLA相比,填料在逾渗阈值附近的复合材料的初始分解温度提高了近16℃,导热系数提高了1倍,体积电阻降低了109数量级。

化学镀银碳纳米管增强银基复合材料的制备和性能

采用粉末冶金、挤恪工艺制备了碳纳米管增强银基（Ag-CNTs（5%，体积比））复合材料丝材，并研究了其导电率、抗拉强度、硬度等物理性能。结果表明，采用混合酸处理可有效改善CNTs的分散性，CNTs表面的银镀层改善了CNTs与Ag基体间的界面结合以及复合材料的致密性，保证了材料的良好加工性能。与纯Ag相比，Ag-CNTs复合材料电阻率提高了30%，而抗拉强度提高了43%，硬度提高了近1倍，说明CNTs起到了较好的增强作用。

石墨烯/碳纳米管协同改性聚合物纳米复合材料的研究进展

主要介绍了石墨烯和碳纳米管协同改性聚合物纳米复合材料的研究进展,包括石墨烯与碳纳米管的协同作用,制备方法以及功能化方法。并对聚合物/石墨烯/碳纳米管纳米复合材料的制备方法,性能研究和应用现状进行了综述,最后提出了一些展望。

碳纳米管/膨胀石墨复合材料制备及其8mm波衰减性能

通过高温下膨化多壁碳纳米管(MW CNTs)与可膨胀石墨混合物的方法,制得一种高导电率8 mm波干扰材料。采用扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和欧姆计等对其微观形貌和电磁性能进行了表征,采用测试样板法对其8 mm波二维静态衰减性能进行了测试。结果表明:高温热处理过程改变了碳纳米管(CNTs)的管状结构,熔化的CNTs呈膜状分布于膨胀石墨(EG)的表层和层间孔隙;CNTs的加入,增加了EG的表面电导率和对电磁波的衰减,但并未改变EG的抗磁特性,该复合材料对电磁波的衰减仍以散射和电吸收损耗为主;该复合材料8 mm波二维静态衰减效果明显优于纯的EG,CNTs质量添加量为29%时,衰减能力最强(11.68 dB),继续增大比例,复合材料对8 mm波衰减能力降低。

石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法及应用进展

选择合适的方法可以制备出石墨烯/碳纳米管复合材料并且使得它们之间能够产生一种协同作用,使其物理化学性能同时增强。近年来,石墨烯/碳纳米管复合材料在超级电容器、储能电池、电化学传感器、材料增强增韧、污染物吸附处理等方面的应用受到人们广泛关注。对石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法及应用进展进行了综述,并对其发展前景进行了展望。

聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的制备与表征

以氧化石墨为原料,制备膨胀石墨,在超声波的作用下,膨胀石墨的片层结构发生剥离得到纳米石墨微片,对纳米石墨微片进行化学镀银,制备镀银纳米石墨微片,然后采用原位聚合法制备了聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,纳米石墨微片的厚度为30～90nm,直径为1～20μm,具有相当大的径厚比(平均为200),该结构对纳米石墨微片在聚合物基体中形成导电网络极为有利;镀银纳米石墨微片的厚度为200～250nm,被聚吡咯完全包覆,并以纳米级尺寸均匀分散在聚吡咯基体中;聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯均有所提高。

快速微波法制备石墨烯/碳纳米管复合材料

以微波照射方法为基础,将氧化石墨放入家用微波炉中进行微波照射,1 min即可得到还原并且剥离的氧化石墨,将它与二茂铁混合在相同的条件下进行二次微波得到石墨烯/碳纳米管复合材料.采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射对其结构进行表征,扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征其形貌.结果表明,采用两次微波照射可以得到复合比较均匀的具有磁性的石墨烯/碳纳米管复合物.复合材料中碳纳米管的直径大约为20 nm,为多壁碳纳米管,且磁性粉末为Fe3C.