柔性石墨板的力学性能与微观结构的关系

测量了不同密度柔性石墨板的拉伸强度、压缩率和回弹率等力学性能,研究了可膨胀石墨膨化倍率对其力学性能的影响,认为柔性石墨的抗拉强度主要来自于膨胀石墨解理表面起伏之间相互锁合的机械力-一种内部静摩擦力,又利用SEM、XRD、AFM等分析测试手段研究了柔性石墨的内部微观结构,并探讨了微观结构对其力学性能的影响。     

微观孔结构对柔性石墨力学性能的影响

测量了不同密度柔性石墨纸的抗拉强度、压缩率、回弹率和基本断裂功。研究了可膨胀石墨化倍率对其力学性能的影响,又利用ＳＥＭ、ＸＲＤ等分析测试手段研究了柔性石墨的微观孔结构,并探讨了微观孔结构对其力学性能的影响。     

膨胀炭纤维增强柔性石墨复合材料力学性能研究

本工作制备了膨胀炭纤维增强柔性石墨复合材料。研究和比较了短切纤维的种类、含量对复合材料力学性能的影响。利用SEM等分析测试手段研究了膨胀炭纤维和柔性石墨基体的界面状况，并探讨了复合材料的断裂机理。结果表明，高温膨化处理后，膨胀炭纤维的表面形貌发生显著改变，膨胀炭纤维作为增强体参与膨胀石墨解理面的相互锁合，复合材料具有较高的抗拉强度。     

HClO4-GIC的制备及其柔性石墨的性能

以天然鳞片石墨、高氯酸、硝酸为原料，采用化学法经插层、水洗、干燥、膨化等工艺过程制备膨胀石墨；以石墨蠕虫的膨胀体积为判据，采用正交实验方法确定工艺参数对石墨蠕虫膨胀体积的影响大小：探讨了反应温度、时间、膨化温度，GIC的挥发分对膨胀体积的影响；利用XRD表征了天然鳞片石墨、酸化石墨、柔性石墨的微观结构；利用EDS确定了插入物为HClO4；并对制备的柔性石墨的力学、电／热性能进行了测试。结果表明：工艺参数影响大小依次为反应温度、高氯酸／硝酸间的配比及反应时间、鳞片石墨／高氯酸间的配比。在较宽的温度范围内（室温～100℃），可容易地制备出GIC，且能在低温200℃下膨化。以最佳工艺条件：鳞片石墨：高氯酸：硝酸=1：4：0．15（质量比）制备的GIC，在200℃下膨化，可以制备出膨胀体积达360mL/g的膨胀石墨；在高温900℃下膨化，可以制备出膨胀体积达540mL/g的高倍膨胀石墨。石墨蠕虫经压制成型制备的柔性石墨的抗拉强度、电阻率同其表观体积密度存在密切的相关性，密度增加，抗拉强度增加，电阻率下降；其电阻率与导热率间也存在密切的相关性，电阻率下降，导热率提高，且其导热率高于同电阻率的人造炭／石墨材料的导热率。     

柔性石墨双极板透气性的研究

由于柔性石墨材料具有耐腐蚀特性 ,与电极、电解质不发生作用 ,并具有重量轻、厚度小、导电、导热性能好的优点 ,是制造质子交换膜燃料电池双极板理想的材料。由于燃料电池双极板还要求严格的阻气性能 ,本文通过对柔性石墨制造双极板的研究 ,提出了相对透气系数的概念以表征柔性石墨材料的阻气性能。并利用自行组装的测试设备研究了柔性石墨板密度、厚度以及空气压力差对相对透气系数的影响。研究结果证明柔性石墨材料具有很小的相对透气系数 ,并且阻气性能稳定。     

燃料电池流场板新材料的研究

在不同工艺条件下将石墨蠕虫用压片机压制成柔性石墨板，测其电阻并计算电阻率，从而确定电阻率的影响因素，利用模压技术将柔性石墨板压制成燃料电池的流场板，装配燃烧电池，测其放电性能曲线并与其它材料流场板组装的燃料电池的放电性能曲线进行了比较。     

膨胀石墨的尺寸效应

以不同产地、不同粒度的鳞片石墨为原料, 采用硫酸、硝酸、高锰酸钾的适当配比为氧化剂制备膨胀石墨, 发现石墨膨胀倍数从粒度>420μm的750mL/g减小至95～85μm的110mL/g. 电镜及压汞法观察膨胀石墨的形貌及微孔的特征, 表明膨胀石墨的孔隙大小随粒度减小而减小, 反映出膨胀石墨存在尺寸效应.不同粒度的膨胀石墨的灰分、硫分和对机油的吸附能力不同, 与不同粒度膨胀石墨制备的柔性石墨板的抗拉强度也不同. 这种效应源自石墨的结晶程度的不同.     

膨胀石墨低温物理机械性能测试研究

简介了新型密封材料膨胀石墨即柔性石墨的主要特点，给出膨胀石墨的低温力学性能和热学性能测试数据，并对测试结果进行了分析讨论。     

用于复合式柔性触觉传感器的导电复合材料研究

根据目前不同导电填料的导电橡胶导电机理的分析,理论分析了填加炭黑和石墨的导电橡胶所具有的压阻效应与电阻温度效应,由GEM模型获得填加炭黑的导电橡胶压阻计算模型,由层积模型获得填加石墨的导电橡胶电阻温度计算模型,并对其理论模型进行了验证。通过实验得出以炭黑和石墨作为主要导电填料的导电橡胶可用于复合式柔性触觉传感器的压力与温度的检测。     

输电线路杆塔接地体选材研究

为了解决输电线路杆塔接地体在实际运行中常常出现的接地电阻过高、接地体腐蚀严重、使用寿命短、维护成本高等问题,对输电线路杆塔接地体的选材进行了相应的研究.通过试验研究的方法对比分析了钢、镀锌钢、铜、铜包钢和新型柔性石墨复合接地材料的电磁特性、耐腐蚀性能、动热稳定性;通过仿真计算和模拟试验研究了柔性石墨复合接地材料的冲击接地性能;从一次性投入成本、后期维护和使用寿命对几种接地材料的全生命周期成本进行了研究对比.研究结果表明:柔性石墨接地材料趋肤效应弱,材料利用率高,抗腐蚀性能优越;柔性石墨接地材料冲击接地性能优越,具有良好的动热稳定性能;其价格低廉,使用寿命长,能显著地降低接地工程的成本.柔性石墨接地材料相关性能较金属接地材料优势明显,具有显著的技术经济优势和非常良好的工程应用前景.     

石墨纤维阳极氧化表面处理的研究

本文研究了PAN基石墨纤维在四种铵盐电解液中阳极氧化表面处理的工艺条件.用SEM和XPS技术分析了处理前后纤维表面形态的变化,通过复合材料的层间剪切强度(ILSS)对表面处理前后石墨纤维与环氧树脂之间界面粘结强度的改善进行了评价.     

基体合金对石墨/铝复合材料性能的影响

本文研究了不同基体合金(工业纯铝和LY12)对石墨/铝复合材料性能的影响,并初步探讨了其影响机理。结果表明:基体合金严重影响金属基复合材料的界面状态、基体相组织及分布,从而影响到最终复合材料的性能。与纯铝相比,LY12基体使石墨/铝复材料性能大幅度下降。     

碳化硅/石墨涂层复合材料的介电性探讨

研究了碳化硅和石墨含量对碳化硅/石墨双层复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切的影响。鉴于该材料多用于工程领域,测试了该复合材料的弯曲、剪切、拉伸等力学性能。结果表明:在低频段,该材料介电性能良好,碳化硅含量、石墨含量均对涂层复合材料的实部、虚部和损耗角正切影响较大;当碳化硅含量为24%,石墨含量为60%时,涂层复合材料的介电常数实部、虚部最大,其极化和损耗能力最强。另外,该复合材料具备良好的力学性能,最大弯曲强力为48.3N,最大剪切强力为57.5N,最大拉伸强力为618N。     

HDPE-g-MAH对HDPE/石墨导热复合材料性能的影响

针对高密度聚乙烯(HDPE)/石墨复合材料中石墨与HDPE的相容性差,复合材料性能较差的缺点,采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对石墨进行表面改性,然后以HDPE-g-MAH作为HDPE与石墨的相容剂,研究了其对HDPE/石墨导热复合材料性能的影响。结果表明,当HDPE-g-MAH用量为3%(质量分数,下同)时,HDPE/石墨复合材料的拉伸强度和冲击强度分别从未加HDPE-g-MAH时的25.0 MPa和5.9 J/m2提高到27.1 MPa和6.9 J/m2。SEM结果显示,HDPE-g-MAH改善了HDPE与石墨的界面结合情况。接触角和表面能结果进一步证明,HDPE-g-MAH改善了石墨在HDPE基体中的分散性,石墨在HDPE中的团聚减少。     

高温热塑性树脂基复合材料的断裂行为

本文研究了碳纤维增强高温热塑性塑料(PEEK)基复合材料的断裂行为.发现其强度极限没缺口断裂应力均高于同种纤维增强的热固性(环氧)树脂基材料,并且随0°叠层含量的增加,二者之间的差距加大.另外,前者比后者缺口敏感性低,断裂韧性高.      

无机填料增强聚苯酯/ 聚四氟乙烯复合材料的力学和摩擦磨损性能

采用石墨/ 二硫化钼填充改性聚苯酯/ 聚四氟乙烯复合材料, 研究了复合材料的力学性能和摩擦磨损性能。研究表明, 石墨和MoS₂ 的加入不仅能够很好地改善Ekonol/ PTFE 复合材料的力学性能, 使复合材料的拉伸强度、弯曲强度和硬度均有所提高, 而且还使Ekonol/ PTFE 复合材料的摩擦系数增加, 磨损体积减小, 耐磨性能显著提高。当Ekonol 含量为5 % , 石墨/ 二硫化钼总含量为8 %时, 拉伸强度、弯曲强度分别提高了31 %和41 % ,硬度值约提高了713 %。SEM 分析表明, Ekonol/ 石墨/ MoS₂ / PTFE 复合材料的磨损主要以粘着磨损为主。      

Mechanical, electrical, thermal performances and structure characteristics of flexible graphite sheets

The mechanical, electrical, and thermal performances of flexible graphite sheets (FGS) derived from HClO₄-graphite intercalation compounds were characterized by measuring their tensile strength, electrical resistivity, and thermal conductivity. Results show that these performances are closely related to the density of sheets and exfoliated volume (EV) of exfoliated graphite. Enhancing density of sheets tends to improve their in-plane tensile strength, electrical, or thermal performance while using the exfoliated graphite of low EV to prepare sheets is prone to resulting in low in-plane tensile strength but high electrical or thermal performance. The structure characteristics of FGS were characterized by using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy. The X-ray diffraction results show that the average interlayer spacing of graphite microcrystals for sheets, d ₀₀₂, is 3.357 ? which is the same as that of natural graphite flake, but the stacking height of sheets, Lc, is lower than that of natural graphite. The Raman spectra indicate that sheets has both disorder peak and graphite one and the intensity ratio of them is ca. 0.06, which is almost the same as that of natural graphite, but higher than that of exfoliated graphite.