本文關(guān)鍵詞：基于3D打印的高導(dǎo)電石墨烯基柔性電路的構(gòu)建與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：熔融沉積成型(FDM)在所有3D打印成型工藝方法中,屬于快速、有效的一種。本文中,我們通過3D打印的方法制備了石墨烯基高導(dǎo)電的柔性電路。首先,用兩步原位還原的方法制備了高導(dǎo)電率的石墨烯,其電導(dǎo)率達(dá)600 S/cm。其次,選用聚乳酸為高分子基體,將聚乳酸和石墨烯通過先溶液預(yù)混合,再熔融共混的方式均勻混合制備出石墨烯-聚乳酸復(fù)合材料。掃描電鏡顯示,經(jīng)共混后的石墨烯-聚乳酸復(fù)合物中,石墨烯可以實(shí)現(xiàn)均勻的分散。之后將二者的復(fù)合物通過熔融擠出的方式制備成直徑為1.75mm的、可用于3D打印的、石墨烯-聚乳酸復(fù)合物原絲。進(jìn)而利用3D打印的方法直接打印成柔性電路,其電導(dǎo)率可達(dá)4.76 S/cm(6wt%石墨烯)。研究發(fā)現(xiàn),由于石墨烯在熔融擠出過程中發(fā)生了取向,從而使得3D打印的柔性電路擁有高的電導(dǎo)率。同時(shí),通過3D方法制備的二維和三維柔性電路還具有優(yōu)異的力學(xué)性能,當(dāng)電路彎曲時(shí),其高電導(dǎo)率保持不變,從而實(shí)現(xiàn)了真正的柔性制造。通過本實(shí)驗(yàn),我們嘗試打印出多種不同尺寸和形狀的導(dǎo)電裝置,該方法可為柔性電子在有機(jī)電子領(lǐng)域應(yīng)用開辟了一條新的思路。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 柔性電路 3D打印
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TN41
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-35
• 1.1 前言12
• 1.2 柔性電路12-17
• 1.2.1 柔性電路簡介12
• 1.2.2 典型的柔性電路特性及其應(yīng)用12-17
• 1.3 石墨烯17-22
• 1.3.1 石墨烯簡介17
• 1.3.2 石墨烯的制備方法17-18
• 1.3.3 石墨烯在有機(jī)電子領(lǐng)域中的應(yīng)用18-22
• 1.4 3D打印22-33
• 1.4.1 3D打印簡介22-23
• 1.4.2 3D打印成型工藝介紹23-27
• 1.4.3 3D打印的典型應(yīng)用27-33
• 1.5 研究目的及創(chuàng)新點(diǎn)33-35
• 1.5.1 研究目的33
• 1.5.2 課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)33-35
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分35-45
• 2.1 藥品與主要原材料35
• 2.2 主要使用儀器35-37
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案37-41
• 2.3.1 氧化石墨烯的制備37
• 2.3.2 化學(xué)還原法制備還原石墨烯石墨烯37-38
• 2.3.3 熱還原法制備還原石墨烯38
• 2.3.4 原位兩步還原法制備石墨烯38-39
• 2.3.5 聚乳酸與石墨烯的共混39
• 2.3.6 用于3D打印的石墨烯-聚乳酸原絲的制備39-40
• 2.3.7 二維和三維電路的打印40-41
• 2.4 測試與表征41-45
• 2.4.1 傅里葉紅外光譜表征41
• 2.4.2 X射線衍射儀測試(XRD)41
• 2.4.3 拉曼激光光譜測試41-42
• 2.4.4 X射線光電能譜測試42
• 2.4.5 掃描電子顯微鏡測試42
• 2.4.6 透射電子顯微鏡觀察42
• 2.4.7 原子力顯微鏡測試42-43
• 2.4.8 材料力學(xué)性能測試43
• 2.4.9 材料熱學(xué)性能測試43
• 2.4.10 材料電學(xué)性能測試43-45
• 第三章 結(jié)果與討論45-73
• 3.1 原位兩步還原法制備高導(dǎo)電石墨烯的研究45-54
• 3.1.1 石墨烯制備過程的含氧官能團(tuán)變化45-46
• 3.1.2 石墨烯制備過程片層間距的變化46-48
• 3.1.3 石墨烯制備過程中表面缺陷的變化48-50
• 3.1.4 石墨烯制備過程中元素含量的變化50-53
• 3.1.5 原位兩步還原法制備石墨烯的微觀形貌53-54
• 3.2 石墨烯和聚乳酸共混過程的研究54-61
• 3.2.1 石墨烯與聚乳酸熔融共混預(yù)參數(shù)的測試54-55
• 3.2.2 聚乳酸與石墨烯的熔融共混55-57
• 3.2.3 聚乳酸與石墨烯共混的微觀結(jié)果57-58
• 3.2.4 石墨烯-聚乳酸復(fù)合材料的力學(xué)性能測試58-59
• 3.2.5 石墨烯-聚乳酸復(fù)合材料的微觀性能解釋59-61
• 3.3 二維和三維柔性電路的打印過程研究61-68
• 3.3.1 二維電路的打印過程研究61-63
• 3.3.2 三維電路的打印過程研究63-66
• 3.3.3 二維和三維柔性電路的微觀形貌66-68
• 3.4 柔性電路的電學(xué)性能討論68-73
• 3.4.1 不同石墨烯-聚乳酸復(fù)合物樣品的導(dǎo)電性差異68-70
• 3.4.2 柔性電路在彎曲和拉伸狀況下的電導(dǎo)率變化70-73
• 第四章 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80
• 作者及導(dǎo)師簡介80-81
• 附件81-82

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本文編號：472841