發(fā)布時間：2021-06-16 08:17

　　石墨烯（graphene）是一種具有優(yōu)良力學(xué)及熱學(xué)性能的碳納米材料,將其代替陶瓷增強相（碳化硅、氧化鋁等）加入到鋁基體中,微量添加即可獲得顯著增強的力學(xué)性能,同時也可能提高基體的熱學(xué)性能。相對于陶瓷添加相,石墨烯的密度極低,能夠進一步減小復(fù)合材料的密度。更重要的,石墨烯可以解決陶瓷相硬、脆的本征屬性導(dǎo)致的鋁合金難以加工的問題�；诋�(dāng)前對石墨烯鋁基復(fù)合材料研究的實際情況,本文選擇了先使用原位還原法來使石墨烯包覆于鋁粉體顆粒的表面,再通過粉末冶金工藝成型,燒結(jié)得到的復(fù)合材料塊體力學(xué)與熱學(xué)性能均優(yōu)于純鋁塊體。論文中對使用的氧化石墨烯（GO）溶液濃度進行了調(diào)整,發(fā)現(xiàn)在0.2 mg/ml時溶液的分散性與穩(wěn)定性均比較好。pH為4.0的弱酸條件可以除去鋁粉表面的薄氧化層,又不會對鋁粉產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。氧化層的去除使鋁與GO水溶液充分接觸,確保原位還原反應(yīng)順利進行,使還原后的還原氧化石墨烯（rGO）層片緊密包覆在鋁粉體表面。在干燥工藝中發(fā)現(xiàn),干燥前使用無水乙醇對反應(yīng)后的復(fù)合粉體進行洗滌,可以有效抑制鋁粉體在長達(dá)8小時的干燥過程中發(fā)生水解反應(yīng),生成副產(chǎn)物氫氧化鋁,影響復(fù)合塊體的純度及最終的材料性能。論文選取... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２氧化石墨烯層片結(jié)構(gòu)示意圖??

第二章工藝方法、實驗儀器及表征手段??２．?１實驗方法及工藝流程??本論文中制備石墨烯鋁基復(fù)合材料的實驗流程及反應(yīng)機理示意圖如圖２．１所示，圖??中簡要介紹了基本的實驗方法與操作流程，以及原位還原反應(yīng)的化學(xué)機理。卞耍的實驗??步驟簡要敘述如Ｆ：??Ａ１?ｐｏｗｄｅｒ?〇Ｈ??Ａｓｓ?像…—??／?＋??／?Ａ１?Ａ１??／令?ｇｒｉｐｈｅｎｅ?ｃｏａｔｅｄ?Ａｌ??ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ?＾?ｐ〇ｗｄｗ??－?＾?ｃｏ＾?＾０??ＨＯＯＣ?＾?ｃ〇Ｏ

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??發(fā)現(xiàn)有ＧＯ片層沉降；圖３．３?（ｃ）為冷凍干燥手段處理過的ＧＯ層片的掃描電鏡照片，??從該照片屮可以看出制備出的ＧＯ層片剝離程度較好，層片表面存在許多褶皺。??（ａ）?（ｂ）ｉｍ?（ｃ）??＿變，?Ｉ??麵?辱??＿屬?Ｖ??圖３．３（ａ）?（ＪＯ漿料照片；（ｂ）稀釋的ＣＫ）水溶液照片；（ｃ）冷凍干燥后的（；０層片電鏡照片??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）鋁粉??圖３．４?（ａ）即為本論文屮使用的純鋁粉體，圖３．４?（ｂ）為其／ｌ：掃描電鏡下的顆粒表??血形貌照片。從照片打，本論文中所使川的純鍆顆粒Ｓ球狀，直柃／ｉＨＯｐｍ左右，顆粒??表面整體比較光滑，其上分布有溝槽，在包覆時可更有利子ｒＧＯ在表面的附著。??ｉｉ?禮?ＩＩＩ欄??圖３．４?（ａ）鍋粉照片；（丨＞）鍋粉電鏡照片??Ｆｉｊ？．?＾?＾?（ｉ〇?Ｏｐｔｉｃａｌ?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬基復(fù)合材料研究進展及展望[J]. 曹玉鵬,戴志強,劉建濤,馬濤,楊桂宇,李運剛.  鑄造技術(shù). 2017(10)
[2]Thermal and Mechanical Properties of Graphene-Titanium Composites Synthesized by Microwave Sintering[J]. Wen-Zhi Yang,Wei-Ming Huang,Zhi-Feng Wang,Fu-Jun Shang,Wei Huang,Bao-Yu Zhang.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2016(08)
[3]石墨烯/金屬復(fù)合材料的研究進展[J]. 獨濤,張洪迪,范同祥.  材料導(dǎo)報. 2015(03)
[4]Effect of Graphene Nanoplatelets addition on mechanical properties of pure aluminum using a semi-powder method[J]. Muhammad Rashad,Fusheng Pan,Aitao Tang,Muhammad Asif.  Progress in Natural Science:Materials International. 2014(02)
[5]淺析差示掃描量熱法測定材料的比熱容[J]. 郭健.  太原科技. 2007(10)
[6]LFA激光導(dǎo)熱儀的測試原理與誤差分析[J]. 宮尚寶.  安徽冶金. 2007(03)
[7]單質(zhì)鋁水解機理研究（Ⅲ）——單質(zhì)鋁水解結(jié)晶過程研究[J]. 劉建良,孫加林,徐茂,胡勁,施安,施鴻.  中國粉體技術(shù). 2005(03)
[8]單質(zhì)鋁水解機理研究（Ⅰ）:水解反應(yīng)發(fā)生原因分析[J]. 劉建良,孫加林,徐茂,施安,胡勁,高勤琴.  中國粉體技術(shù). 2005(01)
[9]碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料開發(fā)與應(yīng)用的研究現(xiàn)狀[J]. 王文明,潘復(fù)生,曾蘇民.  兵器材料科學(xué)與工程. 2004(03)
[10]SiCp/Al復(fù)合材料的制備方法及研究方向[J]. 崔朝英.  沈陽電力高等�？茖W(xué)校學(xué)報. 2002(03)

博士論文
[1]石墨烯及其復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備和性能研究[D]. 劉金養(yǎng).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號：3232721