本文主要研究内容
作者方明赫（2019）在《石墨烯导电复合结构的制备及性能调控》一文中研究指出：自从2004年被发现以来,石墨烯以其独特的二维结构和优异的物理性质受到世界范围内的广泛关注。石墨烯作为新型导电填料在功能复合材料领域具有广阔的应用前景,然而石墨烯的二维层状结构易于发生蜷曲团聚,从而导致石墨烯在作为填料时出现难以均匀分散、掺量高、电热传输性能提升不显著等问题。对于石墨烯功能复合材料而言,其性能的关键在于石墨烯导电网络在空间上的高效伸展构筑。本论文从石墨烯的边缘改性以及石墨烯在纤维和微球表面的取向包覆与构筑出发,获得具有优异电子传输性能以及高效伸展的导电网络,以便推动石墨烯在功能复合材料领域的应用进程。本论文以石墨烯在导电复合材料领域的应用为导向,重点研究石墨烯导电复合结构的制备与性能调控,主要内容如下:(1)对石墨烯进行化学改性的同时保持石墨烯的结构完整性,是制备高性能石墨烯纳米复合材料中的的关键。本论文利用石墨烯边缘与晶格内部的碳原子在反应活性上的差异,以大尺寸的少数层石墨烯为前体,采用物理裁剪与化学氧化相结合的方法制备出边缘氧化的石墨烯。运用一系列表征手段对改性石墨烯的微观结构与化学组成进行分析,比较了不同制备条件对改性产物结构和性能的影响。结果表明,对石墨烯的边缘氧化可以在显著提高石墨烯水溶性的同时保留其良好的导电能力:当改性石墨烯分散液的Zeta电位达到-32.8 mV时,其体积电导率为320.3 S/cm,占石墨烯原料的40%以上,这主要归因于边缘氧化石墨烯兼具丰富的边缘含氧官能团和完好的内部结构。(2)将二维的石墨烯涂覆在纤维状模板表面,是一种构建石墨烯长程导电通路的有效方法。本论文结合石墨烯的溶胶-凝胶自组装技术与浸渍提拉工艺,在玻璃纤维表面制备出连续的石墨烯导电涂层。借助Landau-Levich方程和Plateau-Rayleigh不稳定分析了不同制备工艺对石墨烯涂层形貌、厚度和均匀性等方面的影响。石墨烯涂层改变了玻璃纤维的浸润性,使其对水的接触角从纯玻璃纤维的23°逐步提高到105°。另一方面,石墨烯赋予了纤维较好的导电能力,纤维单丝的体积电导率可达到24.9 S/cm。通过进一步分析发现该方法制备的石墨烯涂层具有梯度结构,其致密性与还原程度均与浸渍提拉过程有关。(3)实现石墨烯导电网络的伸展是制备高性能导电复合材料的前提。本论文提出了一种在微球表面包覆石墨烯的新方法。将石墨烯与空心玻璃微珠同时束缚在乳液的分散相液滴内部,乳液挥发后得到石墨烯包覆的空心玻璃微珠,其中石墨烯占复合微球质量分数的3%。本论文重点分析了制备过程中各要素需满足的条件与发挥的作用,并将该石墨烯包覆微球作为填料加入到硅橡胶之中,制备导电复合材料。当石墨烯的含量为1.2 wt%时,复合材料的电阻率为3.16×105Ω·cm,较石墨烯与空心玻璃微珠等比例各自填充的复合材料低6个数量级。其原因在于石墨烯在刚性模板的支撑下能够在聚合物基体中保持良好的伸展状态,从而有利于复合材料中石墨烯导电网络的建立,有效降低了复合材料的渗滤阈值。
Abstract
zi cong 2004nian bei fa xian yi lai ,dan mo xi yi ji du te de er wei jie gou he you yi de wu li xing zhi shou dao shi jie fan wei nei de an fan guan zhu 。dan mo xi zuo wei xin xing dao dian tian liao zai gong neng fu ge cai liao ling yu ju you an kuo de ying yong qian jing ,ran er dan mo xi de er wei ceng zhuang jie gou yi yu fa sheng quan qu tuan ju ,cong er dao zhi dan mo xi zai zuo wei tian liao shi chu xian nan yi jun yun fen san 、can liang gao 、dian re chuan shu xing neng di sheng bu xian zhe deng wen ti 。dui yu dan mo xi gong neng fu ge cai liao er yan ,ji xing neng de guan jian zai yu dan mo xi dao dian wang lao zai kong jian shang de gao xiao shen zhan gou zhu 。ben lun wen cong dan mo xi de bian yuan gai xing yi ji dan mo xi zai qian wei he wei qiu biao mian de qu xiang bao fu yu gou zhu chu fa ,huo de ju you you yi dian zi chuan shu xing neng yi ji gao xiao shen zhan de dao dian wang lao ,yi bian tui dong dan mo xi zai gong neng fu ge cai liao ling yu de ying yong jin cheng 。ben lun wen yi dan mo xi zai dao dian fu ge cai liao ling yu de ying yong wei dao xiang ,chong dian yan jiu dan mo xi dao dian fu ge jie gou de zhi bei yu xing neng diao kong ,zhu yao nei rong ru xia :(1)dui dan mo xi jin hang hua xue gai xing de tong shi bao chi dan mo xi de jie gou wan zheng xing ,shi zhi bei gao xing neng dan mo xi na mi fu ge cai liao zhong de de guan jian 。ben lun wen li yong dan mo xi bian yuan yu jing ge nei bu de tan yuan zi zai fan ying huo xing shang de cha yi ,yi da che cun de shao shu ceng dan mo xi wei qian ti ,cai yong wu li cai jian yu hua xue yang hua xiang jie ge de fang fa zhi bei chu bian yuan yang hua de dan mo xi 。yun yong yi ji lie biao zheng shou duan dui gai xing dan mo xi de wei guan jie gou yu hua xue zu cheng jin hang fen xi ,bi jiao le bu tong zhi bei tiao jian dui gai xing chan wu jie gou he xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming ,dui dan mo xi de bian yuan yang hua ke yi zai xian zhe di gao dan mo xi shui rong xing de tong shi bao liu ji liang hao de dao dian neng li :dang gai xing dan mo xi fen san ye de Zetadian wei da dao -32.8 mVshi ,ji ti ji dian dao lv wei 320.3 S/cm,zhan dan mo xi yuan liao de 40%yi shang ,zhe zhu yao gui yin yu bian yuan yang hua dan mo xi jian ju feng fu de bian yuan han yang guan neng tuan he wan hao de nei bu jie gou 。(2)jiang er wei de dan mo xi tu fu zai qian wei zhuang mo ban biao mian ,shi yi chong gou jian dan mo xi chang cheng dao dian tong lu de you xiao fang fa 。ben lun wen jie ge dan mo xi de rong jiao -ning jiao zi zu zhuang ji shu yu jin zi di la gong yi ,zai bo li qian wei biao mian zhi bei chu lian xu de dan mo xi dao dian tu ceng 。jie zhu Landau-Levichfang cheng he Plateau-Rayleighbu wen ding fen xi le bu tong zhi bei gong yi dui dan mo xi tu ceng xing mao 、hou du he jun yun xing deng fang mian de ying xiang 。dan mo xi tu ceng gai bian le bo li qian wei de jin run xing ,shi ji dui shui de jie chu jiao cong chun bo li qian wei de 23°zhu bu di gao dao 105°。ling yi fang mian ,dan mo xi fu yu le qian wei jiao hao de dao dian neng li ,qian wei chan si de ti ji dian dao lv ke da dao 24.9 S/cm。tong guo jin yi bu fen xi fa xian gai fang fa zhi bei de dan mo xi tu ceng ju you ti du jie gou ,ji zhi mi xing yu hai yuan cheng du jun yu jin zi di la guo cheng you guan 。(3)shi xian dan mo xi dao dian wang lao de shen zhan shi zhi bei gao xing neng dao dian fu ge cai liao de qian di 。ben lun wen di chu le yi chong zai wei qiu biao mian bao fu dan mo xi de xin fang fa 。jiang dan mo xi yu kong xin bo li wei zhu tong shi shu fu zai ru ye de fen san xiang ye di nei bu ,ru ye hui fa hou de dao dan mo xi bao fu de kong xin bo li wei zhu ,ji zhong dan mo xi zhan fu ge wei qiu zhi liang fen shu de 3%。ben lun wen chong dian fen xi le zhi bei guo cheng zhong ge yao su xu man zu de tiao jian yu fa hui de zuo yong ,bing jiang gai dan mo xi bao fu wei qiu zuo wei tian liao jia ru dao gui xiang jiao zhi zhong ,zhi bei dao dian fu ge cai liao 。dang dan mo xi de han liang wei 1.2 wt%shi ,fu ge cai liao de dian zu lv wei 3.16×105Ω·cm,jiao dan mo xi yu kong xin bo li wei zhu deng bi li ge zi tian chong de fu ge cai liao di 6ge shu liang ji 。ji yuan yin zai yu dan mo xi zai gang xing mo ban de zhi cheng xia neng gou zai ju ge wu ji ti zhong bao chi liang hao de shen zhan zhuang tai ,cong er you li yu fu ge cai liao zhong dan mo xi dao dian wang lao de jian li ,you xiao jiang di le fu ge cai liao de shen lv yu zhi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的方明赫，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于石墨烯论文,复合材料论文,功能修饰论文,模板组装论文,导电复合结构论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：石墨烯论文; 复合材料论文; 功能修饰论文; 模板组装论文; 导电复合结构论文; 中国科学技术大学2019-07-12论文;