基于聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料的3D打印成型研究
發(fā)布時(shí)間:2023-03-24 04:02
2015年,我國(guó)政府在關(guān)于打造未來(lái)先進(jìn)制造強(qiáng)國(guó)的綱領(lǐng)性文件《中國(guó)制造2025》中,明確提出了實(shí)施“三步走”的制造業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)計(jì)劃,其中重要的著力點(diǎn)包括新材料、智能制造以及增材制造等領(lǐng)域,因?yàn)檫@些領(lǐng)域的創(chuàng)新開發(fā)和協(xié)同發(fā)展,對(duì)整個(gè)建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要;诖,本文著眼于利用近年來(lái)制造行業(yè)中蓬勃發(fā)展的先進(jìn)智造技術(shù),與材料領(lǐng)域涌現(xiàn)的新型功能材料相結(jié)合,對(duì)其整合應(yīng)用進(jìn)行一些嘗試。在材料學(xué)領(lǐng)域,導(dǎo)電高分子自從十九世紀(jì)六十年代被正式發(fā)現(xiàn)和提出以來(lái),一直受到研究人員的關(guān)注。盡管早在上世紀(jì)八十年代,導(dǎo)電高分子的電學(xué)特性就已被科學(xué)家發(fā)現(xiàn),然而其較差的可加工性極大地制約了導(dǎo)電高分子在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文工作選取了導(dǎo)電高分子中在穩(wěn)定性、可調(diào)控性、制造成本上都具有優(yōu)勢(shì)的聚苯胺作為研究材料,主要的研究工作著眼于探索其新的成型方式以改善其有限的可加工性。通過引入近年來(lái)的明星新材料—石墨烯,使聚苯胺與氧化石墨烯復(fù)合形成凝膠墨水,并調(diào)節(jié)兩者的質(zhì)量比,以控制所制得的新型復(fù)合材料的流變性質(zhì)。同時(shí),利用新型先進(jìn)制造手段—3D打印(又名增材制造),探索應(yīng)用此復(fù)合材料進(jìn)行各種可控3D形狀的構(gòu)筑,以及通過3D打印制備聚...
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 聚苯胺概述
1.1.1 聚苯胺的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
1.1.2 聚苯胺的制備方法
1.1.3 聚苯胺的應(yīng)用
1.1.4 聚苯胺的加工成型方法
1.2 3D打印技術(shù)介紹
1.2.1 光固化立體成型(SLA)
1.2.2 熔融沉積型(FDM)
1.2.3 分層實(shí)體制造(LOM)
1.2.4 選擇性激光燒結(jié)(SLS)
1.2.5 直寫成型打印(DIW)
1.3 石墨烯的3D成型
1.3.1 自組裝法
1.3.2 模板輔助法
1.3.3 直接成型法
1.4 聚苯胺/石墨烯基超級(jí)電容器
1.5 本論文研究目標(biāo)、內(nèi)容及思路
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 材料表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡
2.3.2 共焦拉曼光譜儀
2.3.3 透射電子顯微鏡
2.3.4 流變儀
第3章 凝膠打印系統(tǒng)的開發(fā)
3.1 RepRap型3D打印機(jī)介紹
3.2 硬件改裝
3.2.1 注射泵式擠出模塊
3.2.2 氣動(dòng)式擠出模塊
3.2.3 螺桿泵式擠出模塊
3.3 軟件改編
3.3.1 上位機(jī)介紹
3.3.2 固件介紹
3.3.3 Marlin固件的改寫和編譯
3.4 本章小節(jié)
第4章 聚苯胺/石墨烯的3D打印
4.1 制作聚苯胺/氧化石墨烯打印墨水
4.1.1 氧化石墨烯、聚苯胺的制備
4.1.2 打印墨水流變學(xué)測(cè)試
4.2 3D打印成型PANI/GO物體
4.3 3D打印PANI/RGO超級(jí)電容器
4.3.1 3D打印PANI/RGO電極材料
4.3.2 3D打印平面指形電容器
4.3.3 電化學(xué)測(cè)量
4.4 指形電容器設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表論文情況
致謝
本文編號(hào):3769403
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 聚苯胺概述
1.1.1 聚苯胺的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
1.1.2 聚苯胺的制備方法
1.1.3 聚苯胺的應(yīng)用
1.1.4 聚苯胺的加工成型方法
1.2 3D打印技術(shù)介紹
1.2.1 光固化立體成型(SLA)
1.2.2 熔融沉積型(FDM)
1.2.3 分層實(shí)體制造(LOM)
1.2.4 選擇性激光燒結(jié)(SLS)
1.2.5 直寫成型打印(DIW)
1.3 石墨烯的3D成型
1.3.1 自組裝法
1.3.2 模板輔助法
1.3.3 直接成型法
1.4 聚苯胺/石墨烯基超級(jí)電容器
1.5 本論文研究目標(biāo)、內(nèi)容及思路
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 材料表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡
2.3.2 共焦拉曼光譜儀
2.3.3 透射電子顯微鏡
2.3.4 流變儀
第3章 凝膠打印系統(tǒng)的開發(fā)
3.1 RepRap型3D打印機(jī)介紹
3.2 硬件改裝
3.2.1 注射泵式擠出模塊
3.2.2 氣動(dòng)式擠出模塊
3.2.3 螺桿泵式擠出模塊
3.3 軟件改編
3.3.1 上位機(jī)介紹
3.3.2 固件介紹
3.3.3 Marlin固件的改寫和編譯
3.4 本章小節(jié)
第4章 聚苯胺/石墨烯的3D打印
4.1 制作聚苯胺/氧化石墨烯打印墨水
4.1.1 氧化石墨烯、聚苯胺的制備
4.1.2 打印墨水流變學(xué)測(cè)試
4.2 3D打印成型PANI/GO物體
4.3 3D打印PANI/RGO超級(jí)電容器
4.3.1 3D打印PANI/RGO電極材料
4.3.2 3D打印平面指形電容器
4.3.3 電化學(xué)測(cè)量
4.4 指形電容器設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表論文情況
致謝
本文編號(hào):3769403
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