石墨烯增强铝基复合材料的研究进展
上海理工大学科技成果——低维功能材料
上海理工大学科技成果——低维功能材料
一、碳纳米管阵列的制备及其应用研究
发展了水分辅助CVD生长高品质碳纳米管阵列的技术，可实现高纯度碳纳米管阵列的高效生长。
制备了碳纳米管阵列负载各种金属氧化物的纳米复合材料，并用于构建高性能的超级电容器。
碳纳米管阵列
超临界CO2处理流程
纳米颗粒碳纳米管复合材料TEM
电容器示意图
基于纳米颗粒碳纳米管复合材料的超级电容器电化学性能
二、垂直碳纳米管/聚合物复合纳滤膜的制备
发展了垂直碳纳米管/聚对二甲苯复合纳滤膜的制备技术，并对其气体及液体输运性能进行了系统研究。
碳纳米管阵列
高分子复合膜及气体渗透性能
三、纳米材料电催化性能研究
开发了多种结构的纳米复合催化材料，用于高性能的电解水制氢
电极材料。
MoS2纳米材料结构表征及其电催化性能
四、石墨烯增强金属基复合材料制备及性能研究
开展了石墨烯增强铝基复合材料制备及性能研究，已取得较好进展，制备出了强度优于铝金属的纳米复合材料。
球状铝粉颗粒（左）、片状铝粉颗粒（中）、氧化石墨烯（右）。
石墨烯基复合吸波材料的最新研究进展
通常将石墨烯与不同损耗机制的材料复合制备新型吸波材
石墨烯的损耗机制主要局限于与电导率有关的介电型损
料ꎬ向石墨烯中引入磁性金属成分制备石墨烯 / 磁性金属二元
耗ꎬ单独使用时阻抗匹配性较差ꎬ其微波吸收性能仍需进一步
复合吸波材料ꎬ是提高其吸波性能一种简单有效的解决方案ꎬ
提高
[２０]
５２
ꎮ 为了改善其作为电磁吸收剂存在的不足ꎬ研究人员
ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｉｔｈ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔꎬ ｔｈｉｎ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ｓｔｒｏｎｇ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｒｏａｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎ ｕｒｇｅｎｃｙ. Ｇｒａｐｈｅｎｅ
ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔꎬ ｌａｒｇｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙꎬ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｈａｓ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｎｏｎ￣
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｓｅｖｅｒｅ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
随着电子技术在民用和军事领域的迅速发展ꎬ电磁防护
身等问题的关键因素ꎬ吸波材料的研究对军用领域和民用领
注 [１￣３] ꎮ 电磁屏蔽材料和吸波材料是解决电磁防护问题的关
石墨烯复合材料的结构与性能分析
石墨烯复合材料的结构与性能分析近年来，石墨烯已成为科学界和工业界研究的热点之一。
它是由单层碳原子按照六角形排列组成的类似蜂窝状的结构，具有极高的强度和导电性能，被誉为“新一代黑金属”。
而石墨烯与其他材料的复合也成为研究的重点之一，将石墨烯与其他材料复合后，不仅可以增强原材料的性能，还可以开发新的性能和应用场景。
本文将着重探讨石墨烯与其他材料复合后的结构与性能分析。
一、石墨烯与金属复合材料的结构与性能分析1.结构分析石墨烯与金属复合材料结合可以通过多种方式实现，例如化学还原、机械混合等。
其中，化学还原是常见的方法之一，将石墨烯和金属粉末混合悬浮于水或者有机溶剂中，加入还原剂，通过还原剂的作用将还原后的金属粉末沉淀到石墨烯表面，最终形成石墨烯金属复合材料。
复合后的结构可以通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行表征。
石墨烯金属复合材料的结构不仅取决于金属的种类，还取决于复合材料制备方法。
举个例子，石墨烯与银的复合材料通过化学还原方法制备后，银粉呈球形或者棒状分布于石墨烯上，石墨烯与银颗粒之间还存在着一定的空隙，这种复合材料的结构形态一般较为随机。
而采用物理混合方法制备的石墨烯与铜复合材料则常见于石墨烯在铜颗粒表面形成包裹状的结构，颗粒大小均匀，颗粒形状相对规则。
2.性能分析石墨烯与金属的复合改善了原始材料的性能。
例如，石墨烯与银的复合材料在导电性能方面表现极好，导电性能比石墨烯和纯银粉末相比有了显著的提高。
同时，复合材料的热导率也得到了大幅提升。
含铜的石墨烯复合材料同样具有很好的导电性能，其导电性能比石墨烯本身还要强。
因为金属粉末与石墨烯的复合，所以一般情况下复合材料的强度、硬度和韧性等性能都有所提升。
举个例子，石墨烯与铜的复合材料在抗拉强度、硬度、压缩与拉伸失效等方面表现极佳。
这是由于石墨烯和金属粉末之间相互作用加强，这种相互作用可以在很大程度上提升材料的性能。
此外，含铜的石墨烯复合材料在耐磨性和耐腐蚀性方面也表现出极好的性能。
石墨烯聚合物复合材料的研究现状及前景论文1 推荐
石墨烯/聚合物复合材料的研究现状及前景皖西学院材料1102班：2011010373张帅2011010355施含、2011010347陆瑞瑞、2011010611蔡虹、2011010364谢偏、2011010336冯帆摘要：石墨烯是2004年问世的一种具有单原子厚度的二维蜂窝状晶体结构的新型纳米材料，其特殊的结构赋予了它许多新奇的物理性质，如优异的力学性能，良好的导电和导热性能，和极佳的复合材料增强性能，石墨烯作为纳米增强组分, 少量添加可以使聚合物的热学、力学、电学等物理性能得到大幅地提高。
因此其应用领域广泛，受到广大学者科学家的重视。
本文主要介绍聚合物复合材料的界面结构，石墨烯结构和界面，石墨烯/聚合物复合材料的实现和应用以及对未来发展前景的展望。
(9、12、13、17)关键词：石墨烯、聚合物复合材料、界面相容性、材料改性、力学性能、电学性能、热学性能，应用。
Present situation and prospect in Graphene/polymercomposites.Zhang ShuaiShi Han 、Lu Ruirui、Cai Hong 、Xie Pian Feng Fan Abstract:Graphene discovered in 2004 is a atomic two-dimensional(2D)nanomaterials. Due to its unusual molecular structure ,graphene shows many novels ,unique physical and chemical properties ,such as excellent electric conductivity ,thermalconductivity ,thermal stability.Graphene as nano enhanced components, a small amount of added can make polymer thermal, mechanical, electrical and other physical properties are improved significantly.So its application field widely, have drawn the attention of the many scholars scientists.This paper mainly introduces the interface structure of polymer composite materials, graphene structure and interface, implementation and application of graphene/polymer composites as well as on the outlook for the future development prospect.Key words: Graphene,Polymer composite materials Material modification、Mechanical properties、Electrical performance、Thermal properties、application.一：石墨烯/聚合物的研究现状自年石墨烯发现以来，石墨烯的研究成果层出不穷，其中包括，生活领域，医用领域，电化学领域等。
《2024年石墨烯基复合防腐涂料的制备及性能研究》范文
《石墨烯基复合防腐涂料的制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，防腐涂料的应用在众多领域越来越广泛，尤其是针对海洋工程、桥梁建设以及地下管线的保护等，具有非常高的需求。
而传统防腐涂料因环境不友好和防腐蚀效果差等限制因素，急需得到有效的更新与优化。
为此，本篇文章将对石墨烯基复合防腐涂料的制备工艺以及其性能进行研究。
二、石墨烯基复合防腐涂料的制备1. 材料准备在制备过程中，我们主要需要石墨烯、树脂、颜料、溶剂等材料。
其中，石墨烯因其独特的物理化学性质，如高导电性、高强度和良好的热稳定性等，使其成为防腐涂料制备的理想材料。
2. 制备工艺首先，将石墨烯与树脂进行混合，通过超声波分散技术使石墨烯在树脂中均匀分布。
然后加入颜料和溶剂进行搅拌，直至形成均匀的涂料。
在搅拌过程中，要严格控制温度和搅拌速度，以保证涂料的性能。
三、石墨烯基复合防腐涂料的性能研究1. 防腐性能石墨烯基复合防腐涂料具有优异的防腐性能。
由于石墨烯的独特结构，其具有良好的阻隔性能，可以有效地阻止氧气、水分等腐蚀性物质的渗透。
此外，石墨烯还具有优异的导电性，可以有效地将金属表面产生的电流引导走，避免电化学腐蚀的发生。
2. 耐候性能经过实验室测试和实地测试，该涂料的耐候性能表现优异。
即使在恶劣的天气条件下，如高温、低温、湿度大等环境下，其性能也不会发生明显的变化。
这得益于石墨烯的高稳定性以及良好的耐腐蚀性。
3. 力学性能由于在涂料中引入了石墨烯这一高强度材料，使得涂料的力学性能得到了显著的提升。
该涂料具有较高的硬度和耐磨性，可以有效地抵抗外界的物理损伤。
四、结论通过对石墨烯基复合防腐涂料的制备及性能研究，我们发现该涂料具有优异的防腐性能、耐候性能和力学性能。
这得益于石墨烯的独特结构和优异的物理化学性质。
此外，该涂料还具有环保、无毒、无害等优点，符合现代防腐涂料的发展趋势。
因此，我们相信石墨烯基复合防腐涂料将在未来的防腐领域中发挥重要的作用。
含石墨烯复合材料的研究进展
含石墨烯复合材料 的研究进展
李萍 ， 季铁 正 ， 张教强 ， 谷敬 凯 ， 郑星卓 ， 杨 建锋
（ 西北 工 业 大 学理 学 院 应用 化 学 系 ， 西安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
摘要 ： 重点介绍 了石墨烯在 聚合 物复合材料 中的应 用及 对聚合物 力学性 能和电学性能的改善研 究进展 ， 简述 了 石墨烯对无机纳米材料 的改性及石墨烯在 生物 医药、 化 学传感 器及超级 电容 器等领域的潜在 应用。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｍｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ａ ｒ ｅ ｅ ｍｐ ｈ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ｉ ｎ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｎ ａ ｎ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｍｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ， ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｙ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ； ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ； ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ； ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
石墨烯的研究进展及应用前景概述
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·140·2019年第20期文章编号：2095－6835（2019）20－0140－02石墨烯的研究进展及应用前景概述王明浩（武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070）摘要：石墨烯是一种完美排列的二维网状结构，自发现以来便震惊了科学界，人们对这种在二维空间中的完美排列充满兴趣。
石墨烯是目前材料学科方面的研究热点。
主要介绍了石墨烯的研究进展和目前在生活中的实际应用，并对石墨烯及其相关复合材料的制备方法展开了介绍。
关键词：石墨烯；制备方法；研究进展；应用前景中图分类号：TQ127.11文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.20.063石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式组成的六角型呈蜂巢晶格的二维纳米材料。
在石墨烯发现以前，许多物理学家根据Mermin-Wagner定理得出，在非零温度下，热力学涨落不允许任何二维晶体存在。
因此对寻找这种二维材料不抱希望，然而石墨烯的发现却违背了这个理论，并且在室温下就能找到石墨烯，这个发现立刻震撼了凝聚态物理学学术界，而关于石墨烯的研究热潮也随之而来。
由于石墨烯含有垂直于其二维平面并且可以贯穿全层多原子的大π键，因此其具有优良的导电性和光学性能。
同时，石墨烯也是目前已知最薄的且强度最高的材料之一，其断裂强度比最好的钢材还好；同时它有非常好的韧性，可以弯曲，其拉伸幅度能达到自身的20%。
在导热方面，石墨烯具有非常好的热传导性能，堪称目前导热系数最高的碳材料。
光学方面，其在较宽波长范围内的吸收率约为2.3%，有非常好的光学性能。
1石墨烯的制备方法1.1石墨烯的制备方法近年来，关于石墨烯的研究可谓是热火朝天，而研究石墨烯的第一步便是制备石墨烯，关于制备石墨烯的新方法也是多种多样。
下面介绍一些常见的制备方法[1]。
1.1.1机械剥离法机械剥离法使用机械装置利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，克服石墨层分子间的作用力，从而得到只有纳米厚度的石墨烯薄层材料。
石墨烯增强陶瓷基复合材料的制备与性能研究
石墨烯增强陶瓷基复合材料的制备与性能研究石墨烯作为一种二维晶体材料，具有优异的力学性能、导电性能和热传导性能，在复合材料领域中具有广泛的应用前景。
石墨烯增强陶瓷基复合材料由于其独特的性能组合，被广泛研究和应用于高性能材料制备。
一、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，例如机械剥离、化学气相沉积、化学剥离等。
在石墨烯增强陶瓷基复合材料的制备中，一般采用机械剥离的方法来获得高质量的石墨烯。
机械剥离通过在石墨表面施加剪切力，将石墨逐渐剥离成单层的石墨烯。
然后，通过化学处理和物理分离的方法获得纯净的石墨烯材料。
这种制备方法简单、成本低，并且可以大规模生产石墨烯。
二、石墨烯增强陶瓷基复合材料的制备石墨烯增强陶瓷基复合材料的制备主要包括石墨烯的分散和烧结过程。
首先，将得到的石墨烯进行分散处理，以获得均匀分散的石墨烯分散液。
常用的分散剂有聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等。
然后，将陶瓷基体与石墨烯分散液混合均匀，形成石墨烯/陶瓷基复合材料的预制坯体。
最后，通过热压烧结或热等静压等方法对预制坯体进行高温处理，使其烧结成致密的石墨烯增强陶瓷基复合材料。
三、石墨烯增强陶瓷基复合材料的性能研究石墨烯的加入可以显著提升陶瓷基复合材料的力学性能和热传导性能。
石墨烯具有超高的强度和刚度，可以有效增强陶瓷基体的强度和硬度。
同时，石墨烯的高导热性能可以提高陶瓷基复合材料的导热性能，使其能够更好地在高温环境下工作。
此外，石墨烯的高导电性能也使得复合材料具有优异的导电性能，可以应用于电子器件等领域。
四、石墨烯增强陶瓷基复合材料的应用前景石墨烯增强陶瓷基复合材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有广阔的应用前景。
例如，在航空航天领域，石墨烯增强陶瓷基复合材料可以用于制造航空发动机叶轮和航天器的结构件，以提高其耐高温、高压和高速工作的能力。
在汽车制造领域，石墨烯增强陶瓷基复合材料可以用于制造汽车零部件，提高汽车的耐磨性和耐用性。
在电子设备领域，石墨烯增强陶瓷基复合材料可以用于制造高性能的电子封装材料，提高电子器件的工作效率和可靠性。
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石墨烯增强铝基复合材料的研究进展
石墨烯是一种具有单层碳原子构成的二维材料，其具有优异的导电性、热导性和力学
性能，因此被广泛应用于各种领域。
在复合材料领域，石墨烯可以作为增强剂，与其他材
料复合，形成石墨烯增强复合材料，以提高材料的性能。
铝基复合材料是一种重要的结构
材料，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。
本文将从石墨烯增强铝基复
合材料的制备方法、性能及应用领域等方面进行综述，以全面了解石墨烯增强铝基复合材
料的研究进展。
一、石墨烯增强铝基复合材料的制备方法
1. 液相混合法
液相混合法是一种简单易行的石墨烯增强铝基复合材料制备方法。
首先将石墨烯悬浮
液与铝粉混合，然后通过挤压、热压等工艺将混合物加工成坯料，最后进行烧结得到石墨
烯增强铝基复合材料。
这种方法简单易行，适用于大规模生产。
2. 机械合金法
机械合金法是通过高能球磨等机械手段将石墨烯和铝粉混合，形成混合粉末，然后通
过热压或等离子热处理等方法将混合粉末加工成坯料，最终得到石墨烯增强铝基复合材料。
该方法能够在保持石墨烯完整性的同时实现与铝的均匀分散，制备得到性能优异的复合材料。
3. 化学气相沉积法
化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法，通过气相沉积的方式在铝表面沉积
石墨烯薄膜，形成石墨烯增强的铝基材料。
该方法可以实现对石墨烯的精确控制，制备得
到高性能的石墨烯增强铝基复合材料。
二、石墨烯增强铝基复合材料的性能
1. 机械性能
石墨烯具有优异的机械性能，其强度和刚度都远远高于传统的增强材料，因此能够显
著提高铝基复合材料的强度和刚度。
研究表明，添加适量的石墨烯能显著提高铝基复合材
料的抗拉强度、硬度和抗疲劳性能。
2. 热性能
石墨烯不仅具有高导热性，还具有优异的隔热性能，能够有效提高铝基复合材料的导热性能和耐高温性能。
研究表明，添加石墨烯后的铝基复合材料具有更高的导热系数和更低的热膨胀系数，适用于高温环境下的应用。
三、石墨烯增强铝基复合材料的应用领域
1. 航空航天领域
石墨烯增强铝基复合材料具有优异的力学性能和热性能，能够满足航空航天领域对轻质高强材料的需求。
该材料在飞机、火箭、航天器等领域有着广泛的应用前景。
2. 汽车制造领域
石墨烯增强铝基复合材料具有优异的导热性能和耐腐蚀性能，能够有效提高汽车零部件的性能和使用寿命。
该材料在汽车发动机、制动系统、传动系统等零部件中有着广泛的应用前景。
四、结语
石墨烯增强铝基复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景，对于提高材料性能、降低材料成本具有重要意义。
目前石墨烯增强铝基复合材料的研究还处于起步阶段，存在着诸多挑战和问题，例如石墨烯的大规模制备、与铝的界面结合、成本控制等，需要通过更深入的研究和技术突破来解决。
未来石墨烯增强铝基复合材料的研究仍然具有重要意义，有着广阔的发展前景。