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石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

郭晓琴 , 余小霞 , 王永凯 , 任英华 , 梅俊伟 , 张锐

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.019

以天然鳞片石墨为原料,通过 Hummers 法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂 KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用 FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。

关键词: 石墨烯纳米片 , 环氧树脂 , 复合材料 , 介电性能

超声剥离二次膨胀石墨制备石墨烯纳米片

郭晓琴 , 黄靖 , 王永凯 , 陈雷明 , 余小霞 , 张锐

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.12.028

以天然鳞片石墨为原料,氧化插层制备可膨胀石墨,微波热解膨胀后,对膨胀石墨进行二次氧化插层并微波膨胀,采用超声剥离法制备出包含大量少层数碳原子的石墨烯纳米片.采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Raman)对其结构和形貌进行分析.结果表明,氧化插层增大了石墨层间距,膨胀石墨更易于进一步氧化插层引入含氧基团;在微波作用下,石墨内部含氧基团热分解放出气体,进一步增大石墨层间距,甚至部分剥离;对二次膨胀处理的石墨薄片进行超声剥离可得到石墨烯纳米片,大部分石墨烯层数低于5层.

关键词: 氧化插层 , 微波膨胀 , 超声剥离 , 石墨烯纳米片

氰酸酯树脂/氧化锌晶须/石墨烯纳米片导热复合材料研究

赵春宝 , 徐随春 , 朱宪忠 , 陈和祥 , 杨绪杰

功能材料 doi:10.3969/ji.ssn1.001-97312.0151.60.18

采用四针状氧化锌晶须(ZnOw)和石墨烯纳米片(GNP)改性氰酸酯树脂(CE)制备了系列导热绝缘复合材料,研究了填料的种类和用量对氰酸酯复合材料导热、绝缘及热稳定性能的影响。当树脂基体中加入50% ZnOw或10% GNP时,复合材料的热导率分别达到07.7和09.7W/(m·K),较纯树脂基体材料分别提高了185%和259%。将Z n O w与G N P混合填充氰酸酯树脂则更有利于提高复合材料的导热性能,当树脂基体中加入40% ZnOw 和10% GNP混合填料时,复合材料的热导率可达到15.4 W/(m·K),较纯树脂基体材料提高了470%,并且该复合材料仍能够保持良好的电绝缘性能。TGA结果表明,石墨烯纳米片和氧化锌晶须的加入可以明显提高氰酸酯树脂复合材料的热稳定性。

关键词: 氰酸酯树脂 , 石墨烯纳米片 , 氧化锌晶须 , 热性能 , 电绝缘性能

石墨烯增强铝基纳米复合材料的研究

燕绍九 , 杨程 , 洪起虎 , 陈军洲 , 刘大博 , 戴圣龙

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.001

采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金.首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度.利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能.结果表明:石墨烯纳米片均匀分布在铝合金基体中,与基体形成良好的结合界面,且石墨烯纳米片与铝合金基体未发生化学反应,并保留了原始的纳米片结构;铝基烯合金中石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,铝基烯合金的平均屈服强度和抗拉强度分别达到322MPa和454MPa,较未添加石墨烯纳米片的合金分别提高58%和25%,且伸长率略有提高.基于石墨烯纳米片特殊的二维褶皱结构,讨论铝基烯合金的增强增韧行为.

关键词: 石墨烯纳米片 , 铝基纳米复合材料 , 力学性能 , 增强增韧行为

不同分散剂制备的石墨烯纳米片/双相磷酸钙生物复合材料及其力学性能研究

赵琰 , 毕见强 , 程福明 , 刘毅 , 孙康宁

人工晶体学报

以石墨烯纳米片(GNPs)为强韧相,双相磷酸钙(BCP)为基体,采用不同的分散剂,通过热压烧结制备一种力学性能优良的骨组织替代材料.主要研究不同分散剂和GNPs对复合材料的力学性能、物相组成和微观结构的影响.结果表明,添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为分散剂时,由于表面正负电荷吸引,BCP粉体均匀包覆到GNPs的表面,可使GNPs达到较好的分散效果.当GNPs添加量为1.5wt%时,复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别达到152 MPa和1.74 MPa·m1/2,与相同条件下制备的纯BCP陶瓷相比,分别提高了55%和76%,表明GNPs对BCP陶瓷具有明显的补强增韧的作用.

关键词: 双相磷酸钙 , 石墨烯纳米片 , 分散 , 力学性能

石墨烯纳米片的简易合成及其超级电容性能研究

刘奕 , 赵玉亮 , 高兆芬 , 姜霞 , 曾宇平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12398

以硫代氨基脲(CHsN3S)为还原剂,通过还原氧化石墨(GO)制备了石墨烯纳米片(GNS).利用XRD,FE-SEM,AFM和UV-Vis光谱对产物的结构和形貌进行分析,并使用循环伏安和恒流充放电等测试手段来表征其超级电容性能.实验结果表明,所制备的GNS具有良好的结晶状态,并且在水溶液中具有良好的分散性.以GNS纳米片为电极材料,在3 mol/L KOH电解质溶液中,在500 mA/g电流密度测试条件下所得比电容量为75 F/g.而且GNS纳米片显示出了良好的电化学循环稳定性.

关键词: 石墨烯纳米片 , 硫代氨基脲 , 超级电容性能

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