GNPs/Cu层状复合材料的制备与力学性能研究

发布时间：2024-03-23 16:33

　　本文探索了电泳沉积法制备GNPs/Cu(石墨烯纳米片/铜)层状复合材料的基本工艺,首先根据薄片状GNPs/Cu复合材料的宏观形貌和微观组织确定了酸洗工艺、铜片厚度、表面活性载体含量对石墨烯分散的影响,即酸洗工艺有利于石墨烯的均匀分散,且当铜片厚度为50μm、活性载体硝酸铝含量为0.1g时,石墨烯的分散更加均匀。然后详细分析了电泳沉积—SPS烧结—轧制过程中的工艺参数,即电泳沉积时长和轧制变形量对GNPs/Cu层状复合材料组织与力学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、激光拉曼光谱(Raman)和电子背散射衍射(EBSD)等对石墨烯及GNPs/Cu层状复合材料的显微组织与结构进行了分析,利用电子万能试验机对其拉伸性能进行了测试。根据组织与性能测试的结果反复调控参数,确定了制备GNPs/Cu层状复合材料的最佳工艺参数。组织与力学性能分析表明,随着电泳沉积时间的延长,复合材料中石墨烯的含量逐渐增多,覆盖面积逐渐增大,有利于增强复合材料的力学性能,但当石墨烯含量过多时,容易出现团聚现象,覆盖面积过大导致铜片之间的接触面积减少,影响复合材料的界面结合;随着轧制变形量...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1石墨烯的结构示意图

洛夫等物理学家，成功地利用机械剥离技术从常见的三维石墨材料中分离出来后，石墨烯便因为其强度极高、厚度极薄等优异特性被广泛关注并研究。其中单层的石墨烯的结构如图1-1[3]所示，是一种通过sp2杂化轨道结合成的二维碳材料，单层的厚度极薄，仅有0.335nm左右，并且石墨烯具有正六边....

图1-2石墨烯合成富勒烯、碳纳米管、石墨等示意图

[11-12]所示。图1-2石墨烯合成富勒烯、碳纳米管、石墨等示意图[3-5]图1-3插层法制备石墨烯的过程[11-12]

图1-3插层法制备石墨烯的过程

行合成或对溶液进行分离的过程，适合较小尺寸的石墨烯，可小于10纳米，主要包括化学气相沉积方法（CVD）、石墨插层的方法以及进行氧化-还原的方法。其中插层石墨法的制备过程如图1-3[11-12]所示，氧化还原法中氧化石墨烯的常见结构如图1-4[11-12]所示。图1-2石墨烯合成....

图1-4氧化石墨烯的结构示意图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-4氧化石墨烯的结构示意图[11-12]表1-1石墨烯的优异性能理论值列表[3-5]石墨烯的特殊性能比表面积拉伸强度热导率载流子迁移率理论值26.521m2/g130GPa5000W/(m·K)1500025000cm2/(V·s)....

本文编号：3936184