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原位还原法制备石墨烯铝金属复合材料及其性能研究

发布时间:2021-06-16 08:17
  石墨烯(graphene)是一种具有优良力学及热学性能的碳纳米材料,将其代替陶瓷增强相(碳化硅、氧化铝等)加入到铝基体中,微量添加即可获得显著增强的力学性能,同时也可能提高基体的热学性能。相对于陶瓷添加相,石墨烯的密度极低,能够进一步减小复合材料的密度。更重要的,石墨烯可以解决陶瓷相硬、脆的本征属性导致的铝合金难以加工的问题。基于当前对石墨烯铝基复合材料研究的实际情况,本文选择了先使用原位还原法来使石墨烯包覆于铝粉体颗粒的表面,再通过粉末冶金工艺成型,烧结得到的复合材料块体力学与热学性能均优于纯铝块体。论文中对使用的氧化石墨烯(GO)溶液浓度进行了调整,发现在0.2 mg/ml时溶液的分散性与稳定性均比较好。pH为4.0的弱酸条件可以除去铝粉表面的薄氧化层,又不会对铝粉产生严重腐蚀。氧化层的去除使铝与GO水溶液充分接触,确保原位还原反应顺利进行,使还原后的还原氧化石墨烯(rGO)层片紧密包覆在铝粉体表面。在干燥工艺中发现,干燥前使用无水乙醇对反应后的复合粉体进行洗涤,可以有效抑制铝粉体在长达8小时的干燥过程中发生水解反应,生成副产物氢氧化铝,影响复合块体的纯度及最终的材料性能。论文选取... 

【文章来源】:山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:70 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

原位还原法制备石墨烯铝金属复合材料及其性能研究


图1.2氧化石墨烯层片结构示意图??

示意图,实验流程,反应机理,示意图


第二章工艺方法、实验仪器及表征手段??2.?1实验方法及工艺流程??本论文中制备石墨烯铝基复合材料的实验流程及反应机理示意图如图2.1所示,图??中简要介绍了基本的实验方法与操作流程,以及原位还原反应的化学机理。卞耍的实验??步骤简要叙述如F:??A1?powder?〇H??Ass?像…—??/?+??/?A1?A1??/令?griphene?coated?Al??graphene?oxide?^?p〇wdw??-?^?co^?^0??HOOC?^?c〇O

照片,层片,冷冻干燥,颗粒


山东大学硕士学位论文??发现有GO片层沉降;图3.3?(c)为冷冻干燥手段处理过的GO层片的扫描电镜照片,??从该照片屮可以看出制备出的GO层片剥离程度较好,层片表面存在许多褶皱。??(a)?(b)im?(c)??_變,?I??麵?辱??_屬?V??图3.3(a)?(JO浆料照片;(b)稀释的CK)水溶液照片;(c)冷冻干燥后的(;0层片电镜照片??Fig.?3.3?(a)?Optical?Photogragh?of?Graphene?Oxide?Slurry;?(b)?Optical?Photograph?of?Graphene?Oxide??Solution;?(c)?SEM?Image?of?Dried?Graphene?Oxide?Layer??(2)铝粉??图3.4?(a)即为本论文屮使用的纯铝粉体,图3.4?(b)为其/l:扫描电镜下的颗粒表??血形貌照片。从照片打,本论文中所使川的纯钔颗粒S球状,直柃/iHOpm左右,颗粒??表面整体比较光滑,其上分布有沟槽,在包覆时可更有利子rGO在表面的附着。??ii?禮?III欄??图3.4?(a)锅粉照片;(丨>)锅粉电镜照片??Fij?.?^?^?(i〇?Optical?

【参考文献】:
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博士论文
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本文编号:3232721

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