碳纳米管/石墨烯球负载纳米镍的制备及性能

通过喷雾干燥技术和热处理工艺制备了碳纳米管/石墨烯球-纳米镍(CNTs/GR-Ni)复合材料,并对其吸附性能和催化性能进行了研究。结果表明:利用喷雾干燥技术并经适当热处理成功制备了碳纳米管/石墨烯负载纳米镍的复合材料,纳米镍颗粒均匀地分布在碳纳米管/石墨烯微米球的表面;碳纳米管/石墨烯-纳米镍具有优异的吸附性能和磁性分离性能;与单质镍相比,碳纳米管/石墨烯球-纳米镍具有优异的催化性能,将高氯酸铵的高温分解温度降低了135℃。     

粉末冶金法制备石墨烯/铝基复合材料研究进展

石墨烯/铝基复合材料作为新型轻量化复合材料,具有良好的力学性能和导电、导热性,应用前景良好。与其他制备复合材料的工艺相比,粉末冶金工艺方法具有工艺流程短、制备成本低以及材料设计灵活等优点。基于此,综述近些年来国内外采用粉末冶金工艺制备石墨烯/铝基复合材料的研究现状,重点介绍原料粉末处理及烧结方式对石墨烯/铝复合材料组织性能的影响,比较不同制备工艺下材料的组织性能特点,分析粉末冶金法制备的石墨烯/铝基复合材料存在的不足,展望石墨烯/铝基复合材料的应用前景。     

少层氧化石墨烯材料的理化性能表征分析

氧化石墨烯材料具有优异的物理化学性质，在能源、环境、生物医药和传感器等众多领域具有广泛应用。氧化石墨烯材料表面具有丰富的电负性官能团，能够与活性组分通过化学耦合作用进行负载和分散，可有效提高复合材料的性能，被认为是理想的载体材料。国家标准定义少层石墨烯材料是3到10个完整的石墨烯层堆垛构成的二维材料。目前很少有文献系统报道少层氧化石墨烯材料的关键理化性能参数的表征分析。本研究基于超声辅助Hummers法制备了高质量少层氧化石墨烯材料，并依据先进表征技术测量分析了少层氧化石墨烯的物相组成、微观结构、厚度/层数、表面官能团、结构缺陷等关键理化性能参数，为氧化石墨烯材料的检测分析及下游粉体复合材料的应用研究提供了重要参考。     

原位合成(TiB2+Fe2B)/铁基复合材料的力学性能和耐磨性

在含0.15%~0.45%C,0.20%~0.50%Si,0.60%~1.20%Mn和0.50%~1.50%Cu的Fe-C合金中加入硼和钛,原位合成了颗粒增强铁基复合材料。借助光学显微镜、扫描电镜和X衍射分析等手段,分析了颗粒增强相和基体组成;采用冲击试验机、材料试验机和磨损试验机等测试了复合材料的力学性能和耐磨性。研究发现,铁基复合材料的原位合成增强相是TiB2和Fe2B,且以TiB2为主。热处理后,铸态时呈条块状和针状的增强相变成团球状和颗粒状,使复合材料力学性能改善,耐磨性提高,并分析了原位合成颗粒增强相改善材料性能的原因。     

石墨烯/聚乳酸复合材料的制备及性能

分别以两种粒径(20,125μm)的聚乳酸为基体材料,石墨烯为增强材料,利用球磨法制备了石墨烯/聚乳酸复合粉,再在150℃下压制成两种石墨烯/聚乳酸复合材料,研究了其弯曲性能和导电性能。结果表明:在机械咬合与静电吸附共同作用下,石墨烯包覆在聚乳酸微粒表面形成复合微粒;随石墨烯含量的增加,两种聚乳酸复合材料的抗弯强度均先增大后降低,电导率则先快速增大后趋于平缓,且聚乳酸粒径较小时的复合材料性能更佳,但过多石墨烯又会使复合材料表面出现裂纹、破碎等缺陷;随着成型压力的增大,复合材料的电导率小幅度增加,但抗弯强度变化不明显。     

我国成为石墨烯基础研究领域领跑者

正中航工业航材院在国际石墨烯研究领域首创"烯合金"材料,这一具有里程碑意义的重大自主创新,不但发明了一类具有优异性能的新型高端合金材料,也使我国成为石墨烯材料科学前沿基础和应用研究的领跑者。石墨烯纳米片是由sp2杂化碳原子组成的单原子层厚度的二维材料,其展现出一系列不同寻常的物理性能。石墨烯纳米片因其特殊的二维结构.引起了物理、化学和材料学界研究者的极大兴趣。石墨烯是理想的复合材料纳米填料.由于其具有高强度.如何利用其来提高复合材料的强度成为研究热点。     

石墨烯及其气凝胶的制备方法综述

石墨烯是一种只有一个原子层厚度的片状二维碳材料,由于具有优异的电学、热学和光学性能,使其迅速成为世界范围内的研究热点。本文总结了石墨烯及其三维结构气凝胶的制备方法,对不同制备方法所得气凝胶的结构与性能差异进行对比,并对其应用进行了展望。新的研究表明,在电子器件、形状记忆复合材料、电磁吸波材料、污水处理等领域三维结构石墨烯更能充分发挥其优秀性能,因此三维结构石墨烯具有很大的应用前景。     

石墨烯增强铜基复合材料制备工艺及性能的研究进展

作为常用的金属材料,铜因强度较低而应用范围受限,石墨烯具有优异的综合性能,作为极具潜力的增强体而受到广泛关注。石墨烯增强铜基复合材料兼具了铜和石墨烯的优良性能而成为了重要的研究对象。介绍了石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺与综合性能,重点讨论了各种制备工艺的特点、强化机制、构型设计,总结了针对复合界面结合弱与石墨烯分散困难这2类主要技术难点的解决途径,最后对石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺进行了展望。     

石墨烯作为润滑油添加剂的研究进展*

作为环境友好型材料,石墨烯超薄的片层结构、出色的力学性能、优异的耐高温和自润滑等性能使其在润滑油领域备受关注。综述石墨烯、功能化石墨烯(各种有机分子对石墨烯的共价和非共价修饰)和石墨烯与其他纳米粒子(氟元素、金属单质、金属化合物等)的复合材料作为润滑油添加剂的研究进展;归纳总结石墨烯的物理摩擦吸附膜、摩擦化学膜、自修复效应、复合材料滚珠效应等抗磨减摩机制;指出石墨烯添加剂目前研究存在的问题,如不同制备方法或不同功能化的石墨烯在润滑油中的最佳掺量及抗磨减摩性能存在较大的差异,不同结构的石墨烯润滑油添加剂在不同工况和不同润滑域中的抗磨减摩性能和机制研究还不够系统完善,石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯复合材料的制备,基于分子动力学的理论设计研究较少;提出石墨烯添加剂研究的发展方向,如建立石墨烯润滑油添加剂结构与抗磨减摩性能关系的大数据模型,采用分子动力学等模型对新型高性能石墨烯润滑油添加剂的分子结构进行理论设计和可控合成。     

石墨-金属复合材料的制备及应用

石墨烯有特殊的二维结构和优异的物理、化学及机械性能,作为强化相可以有效改善材料的强度、硬度、耐磨性、导电性等。高性能石墨烯-金属复合材料的应用广泛,既可作为结构材料使用,也可以作为超级电容器、锂电池、生物传感器和储氢材料。本文对石墨烯-金属复合材料的主要制备方法及及其应用做了简单的介绍,并概括了其今后可能的发展方向。     

La2O3对铜基自润滑复合材料高温摩擦磨损性能的影响

为进一步提高铜基自润滑复合材料的硬度和高温摩擦磨损性能,采用粉末冶金热压法向铜-石墨烯-WS2复合材料中引入La2O3增强相颗粒,并对铜-石墨烯-WS2复合材料和La2O3增强铜-石墨烯-WS2复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能进行对比研究。结果表明:复合材料烧结过程中各组元没有发生分解或互相反应,烧结后材料结构致密并且各组元均匀分布于基体中,La2O3增强相的引入在提高复合材料硬度的同时会降低材料热导率;室温下2种复合材料摩擦因数和磨损率比较相近,而高温下石墨烯和WS2的氧化导致Cu-RGO-WS2复合材料摩擦磨损性能下降,而La2O3则能发挥增强相作用和高温自润滑作用,使Cu-RGO-WS2-La2O3复合材料的高温摩擦磨损性能更优异。室温下铜-石墨烯-WS2复合材料的磨痕处仅发生了轻微的塑性变形,而La2O3增强铜-石墨烯-WS2复合材料的磨损机制主要是磨粒磨损;高温下铜-石墨烯-WS2复合材料的磨损机制为黏着磨损,而La2O3增强铜-石墨烯-WS2复合材料的磨损机制则为磨粒磨损和疲劳磨损。     

石墨烯润滑油对铁基粉末冶金制品的性能改善

本文研究了石墨烯润滑油对铁基粉末冶金制品的性能改善。通过对试样进行摩擦试验来分析石墨烯润滑油对粉末冶金制品抗摩擦性能的影响,对试样进行盐雾试验来研究石墨烯润滑油对粉末冶金制品耐腐蚀性能的影响。结果表明:石墨烯润滑油可以有效降低铁基粉末冶金试样的摩擦系数,并能改善试样的摩擦稳定性。同时,石墨烯润滑油能有效提高铁基粉末冶金试样的耐腐蚀性和抗氧化性。     

石墨烯/多孔聚酰亚胺自润滑保持架材料的制备及其性能

为提高航天长寿命轴承用多孔聚酰亚胺（PPI）保持架材料的自润滑性能,采用机械混合和原位聚合的方式分别制备了石墨烯（GP）改性多孔聚酰亚胺材料,通过扫描电镜、压汞仪、万能拉伸试验机及摩擦试验机等设备对其微孔性能、力学性能以及摩擦学性能进行分析,结果表明：原位聚合能形成“蜂窝状”多孔结构,有利于制备低孔隙率和小孔径的多孔聚酰亚胺材料;石墨烯含量0.5%时,机械混合和原位聚合工艺所制得复合材料的拉伸强度均最高,较未改性PPI分别提高了13.0%和42.3%;石墨烯含量0.5%和1.0%时,原位聚合试样具有更优异的耐磨性,磨损量较未改性PPI分别降低了73.3%和47.8%。     

石墨烯原子级层间剪切作用研究获进展

正中国科学院国家纳米科学中心纳米系统与多级次制造重点实验室研究员张忠、刘璐琪和清华大学教授徐志平合作,设计和发展了微纳鼓泡力学实验技术,精确表征了双层石墨烯层间的范德华剪切作用。二维材料表现出多种优异和新奇的特性,得到了广泛关注和研究。实际上,由于制备技术的限制或者功能设计的需要,目前在应用中单原子层的二维材料往往堆叠成多层结构,多层石墨烯/聚合物复合材料、多级次层状结构二维材料电容器、     

石墨烯增强超高分子量聚乙烯人工关节软骨材料的制备及摩擦学性能研究

正项目负责人:阎兴斌(E-mail:xbyan@licp.cas.cn)依托单位:中科院兰州化学物理研究所项目批准号:510052251.项目简介针对目前超高分子量聚乙烯(UHMWPE)人工关节软骨材料在实际应用中存在的问题和缺陷,本项目采用力学和摩擦学性能优异的石墨烯作为增强相,从材料组分和结构控制入手,设计和制备新型的石墨烯/UHMWPE人工骨关节材料,考察材料     

三维编织碳/碳复合材料(C/C)的拉伸性能及损伤

C/C复合材料具有优异的高温性能 ,采用编织结构可改善其受外载时的内部应力状态 ,提高力学性能。但是 ,三维编织 C/C复合材料结构、组织的多样性 ,加大了其性能及损伤研究的难度。本文主要研究了三维编织 C/C复合材料的拉伸性能及损伤扩展过程 ,分析了影响性能的主要因素 ,并总结了材料的损伤破坏方式     

铁基滑动轴承材料研究进展

对铁基滑动轴承材料的发展进行综述,重点阐述了铁基滑动轴承材料的分类、性能特点及适用工况,给出了铁基滑动轴承材料常用润滑相和硬质颗粒增强相材料,详细讨论了硬质颗粒增强相和润滑相材料对铁基滑动轴承摩擦磨损等性能的影响及对应的磨损机理,分析了铁基滑动轴承材料的未来发展方向。     

基于植物模板法制备高性能石墨烯/氧化锰复合材料及其电化学性能

以植物膜作为碳源和模板,通过浸渍氯化锰溶液并经两次煅烧合成了石墨烯/氧化锰复合材料,分析了该复合材料的微观形貌、物相组成以及表面性能;将该复合材料制成电极,通过循环伏安和恒流充放电方法测试了其电化学性能。结果表明:石墨烯/氧化锰复合材料中不存在氧化石墨烯,其石墨烯为褶皱状片层结构,厚度约1.449nm,其上负载着大量粒径为10~40nm的氧化锰颗粒;该复合材料的BET比表面积约为202.5m~2·g~(-1),孔径分布于5~30nm;该复合材料的电化学反应可逆性优良,比电容为245F·g~(-1),远高于市购碳粉(25~26F·g~(-1))和植物膜煅烧制备石墨烯(45~50F·g~(-1))的。     

大型喇叭状碳纤维天线成型工艺研究

简述了碳纤维复合材料的优异性能,并介绍了通过材料选择、模具制作和调整、碳纤维铺层的合理设计等一些工艺手段,腐蚀芯模法脱模,研制出了精度较高的薄板式碳纤维/环氧喇叭状复合材料天线。     

石墨烯/聚四氟乙烯复合密封材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂KH550无水乙醇溶液和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液对石墨烯进行表面活化处理,采用冷压成型烧结工艺制备石墨烯改性聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,研究石墨烯含量及其表面活化处理方法对材料性能的影响。研究表明,SDBS对经双氧水处理的石墨烯进行表面活化可以有效改善石墨烯的团聚现象,其改善效果优于KH550;质量分数为1%左右的石墨烯即能有效提高PTFE的机械强度、硬度、压缩回弹性能、蠕变松弛性能和密封性能,墨烯改性PTFE复合材料具有较好的实际应用价值。