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镀镍石墨烯制备及红外干扰性能

含能材料 2022年第12期30卷 1213-1218页

作者：李慧莹王玄玉孙淑宝刘志龙董文杰陆军防化学院烟火技术实验室北京102205 32238部队江苏南京210000

为了研究镀镍石墨烯的红外消光性能,探索消光较佳的工艺条件,采用氧化还原和化学镀的方法制备了镀镍石墨烯,通过正交试验设计,以红外衰减率为评价指标,分析了各因素对镀镍石墨烯消光性能的影响,确定了红外消光较佳的工艺条件。利用烟幕... 详细信息

为了研究镀镍石墨烯的红外消光性能,探索消光较佳的工艺条件,采用氧化还原和化学镀的方法制备了镀镍石墨烯,通过正交试验设计,以红外衰减率为评价指标,分析了各因素对镀镍石墨烯消光性能的影响,确定了红外消光较佳的工艺条件。利用烟幕箱试验,测试了镀镍石墨烯的红外透过率。基于“Lambert‑Beer”定律,通过线性拟合计算了镀镍石墨烯的平均质量消光系数,并与镀前进行了对比分析。结果表明:红外消光较佳的镀镍石墨烯的制备工艺参数为:六水合硫酸镍的浓度为20 g·L^(-1),次磷酸钠的浓度为24 g·L^(-1),柠檬酸钠的浓度为10 g·L^(-1),施镀温度为65℃。该条件下制备的镀镍石墨烯在中远红外波段均表现出非常好的红外消光能力。对于3~5μm和8~14μm红外波段,镀镍石墨烯的平均质量消光系数分别为2.38 m^(2)·g^(-1)和2.19 m^(2)·g^(-1)。与改性前的石墨烯相比,镀镍石墨烯在中远红外波段的平均质量消光系数分别提高了30%和35%,具有更广阔的应用前景。

关键词：镀镍石墨烯正交试验红外干扰烟幕质量消光系数

镀镍石墨烯增强复合焊料的制备及增强相存留率研究

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新疆钢铁 2023年第3期 16-18页

作者：陈光李堯陈小明高煜夏伶勤浙江机电职业技术学院浙江310059 杭州江河机电工程装备有限公司浙江310012

本研究基于镀镍石墨烯湿法铺设工艺以及半固态热压轧工艺,制备了厚度可调、成分可控的复合结构焊料片。为验证复合焊料片的焊接效果,采用超声显微镜(CASM)对焊缝内部进行了分析,同时为了解镀镍石墨烯在焊料片中的存留率,分别采用回流焊... 详细信息

本研究基于镀镍石墨烯湿法铺设工艺以及半固态热压轧工艺,制备了厚度可调、成分可控的复合结构焊料片。为验证复合焊料片的焊接效果,采用超声显微镜(CASM)对焊缝内部进行了分析,同时为了解镀镍石墨烯在焊料片中的存留率,分别采用回流焊接和自蔓延焊接法对焊料片进行了铜/焊料/铜焊接,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对焊缝中的增强相存留率进行了对比分析。实验结果显示,基于湿法铺设工艺制备的镀镍石墨烯增强复合焊料具有良好的焊接效果;采用自蔓延焊接法制备的互连结构中的增强相存留率相比传统回流焊接工艺更高。

关键词：镀镍石墨烯存留率自蔓延焊接

石墨烯/铝基复合材料强化机制和力学行为的模拟研究

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石墨烯/铝基复合材料强化机制和力学行为的模拟研究

作者：汉芮岐西安石油大学

学位级别：硕士

石墨烯/金属基复合材料具有优异的力学性能以及良好的功能特性,因而被广泛应用于军事工业、航空航天、微电子技术等领域。然而,石墨烯/金属基复合材料在工程应用中仍未达到预期的性能要求。相关研究证实,通过改善复合材料中石墨烯与金... 详细信息

石墨烯/金属基复合材料具有优异的力学性能以及良好的功能特性,因而被广泛应用于军事工业、航空航天、微电子技术等领域。然而,石墨烯/金属基复合材料在工程应用中仍未达到预期的性能要求。相关研究证实,通过改善复合材料中石墨烯与金属基体之间的界面结合强度、调节石墨烯的位向与排布方式是优化复合材料整体力学性能的有效途径。阐明石墨烯/金属基复合材料的微观结构与力学性能之间的关系,对于设计具有高强度、高韧性的石墨烯/金属基复合材料具有重要意义。本文建立了多种石墨烯/铝基复合材料的模型,基于分子动力学方法系统研究了在压缩、拉伸、纳米压痕载荷下,石墨烯镍镀层、石墨烯嵌入位向、石墨烯排布方式对石墨烯/铝基复合材料的力学性能和变形机制的影响。主要研究内容如下:石墨烯与金属基体之间结合强度弱,这是改善石墨烯/金属基复合材料力学性能面临的主要挑战。本文通过分子动力学模拟方法研究了层厚度对单轴拉伸、压缩载荷下镀镍石墨烯增强铝基纳米多层膜力学性能的影响。结果表明,镍改性石墨烯是改善石墨烯与金属基体之间载荷传递能力的有效方法。在拉伸载荷下,镀镍石墨烯增强铝基纳米多层膜与层厚度之间的关系存在一个临界值,在该临界层厚度之上,抗拉屈服强度与层厚度之间服从Hall-Petch关系;在该临界层厚度以下,反Hall-Petch关系成立。结果还表明,与纯铝相比,镀镍石墨烯的引入使镀镍石墨烯增强铝基纳米多层膜在压缩载荷下具有明显的塑性应变强化作用,且层厚度越小,强化效果越好。石墨烯凭借优异的力学性能成为改善金属基复合材料力学性能的理想增强体。然而,目前对石墨烯/金属基复合材料在纳米压痕过程中嵌入石墨烯与位错之间的相互作用机制仍不清晰。本文采用分子动力学模拟方法,对90°、45°和0°位向的石墨烯/铝基复合材料进行了纳米压痕模拟。阐明了石墨烯/铝基复合材料在压痕加载和卸载过程中位错的形核及演化规律,揭示了位向对石墨烯与位错作用机制的影响规律,并分析了其对塑性区的影响。结果表明,石墨烯可以有效阻碍位错的运动,并且石墨烯会沿着位错滑移方向发生弹性变形。在纳米压痕过程中,位错与不同位向石墨烯之间的相互作用差异导致塑性区的变化趋势不同。研究发现,在石墨烯/铝基复合材料中,位向不同的石墨烯对位错的阻碍强度和方式不同,且石墨烯位向为45°的复合材料的硬度高于其他模型。此外,石墨烯/铝基复合材料的位错线总长度的演化规律与石墨烯位向紧密相关。提高石墨烯/金属基复合材料力学性能的一种重要而有效的方法是改变石墨烯在金属基体中的排布方式。本文采用分子动力学模拟方法系统研究了在纳米压痕下,石墨烯嵌入方式对石墨烯/铝基复合材料的变形行为和力学性能的影响。研究发现,石墨烯可以有效阻碍位错运动,并且这种阻碍作用与石墨烯的嵌入深度和石墨烯之间的横向间隙有关。石墨烯距离表面的高度存在一个临界值,在该临界值以上复合材料的硬度值随石墨烯到表面的距离减小而增大,在该临界值以下复合材料的硬度值随石墨烯到表面的距离减小而减小。复合材料硬度随石墨烯嵌入深度的变化趋势与复合材料塑性变形过程中的平均位错密度有关。结果还表明,随着石墨烯片间横向间隙的增大,复合材料的硬度降低。此外,横向间隙也存在一个临界值,超过该临界值,复合材料的硬度急剧下降。

关键词：石墨烯/铝基复合材料镀镍石墨烯力学行为变形机制分子动力学模拟

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石墨烯含量对烧结铝材料的组织及性能的影响

材料保护 2021年第4期54卷 113-117页

作者：尚新闻崔治勇新乡职业技术学院电子信息系河南新乡453006 河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007

为了给制造出符合特定要求的石墨烯铝产品提供理论依据,采用放电等离子烧结工艺制备成型石墨烯铝材料,借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机、导电率测量仪等设备对石墨烯铝材料的微观组织、力学性能和物理性能进行了研究... 详细信息

为了给制造出符合特定要求的石墨烯铝产品提供理论依据,采用放电等离子烧结工艺制备成型石墨烯铝材料,借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机、导电率测量仪等设备对石墨烯铝材料的微观组织、力学性能和物理性能进行了研究。结果表明:采用超声分散和机械搅拌相结合的方法可使镀镍石墨烯均匀分散在纯铝中;随着镀镍石墨烯的含量从0增加到0.87%(质量分数),石墨烯铝材料的抗拉强度、硬度、导电率和热导率均显著提升;当镀镍石墨烯含量为0.87%时,石墨烯铝材料的抗拉强度达到194 MPa,硬度52 HB,相对于纯铝放电等离子烧结试样分别提高了168%和23%;石墨烯铝材料的导电率达到48.5%IACS,热导率为193.7 W/(K·m)。

关键词：镀镍石墨烯放电等离子烧结石墨烯铝材料力学性能物理性能

GNFs/Al2O3/Al基复合材料的微观组织与耐磨性能

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黑龙江科技大学学报 2019年第4期29卷 430-436页

作者：尹冬松陈客举宋良安勇良张喜龙黑龙江科技大学材料科学与工程学院

为提高铝基复合材料的耐磨性,采用热压烧结方法制备镀镍石墨烯三氧化二铝混杂增强铝基复合材料。利用SEM、XRD分析复合材料的微观组织及物相,通过摩擦磨损实验测试其耐磨性能。结果表明:超声与电磁复合处理可以将石墨烯分散到铝复合粉体... 详细信息

为提高铝基复合材料的耐磨性,采用热压烧结方法制备镀镍石墨烯三氧化二铝混杂增强铝基复合材料。利用SEM、XRD分析复合材料的微观组织及物相,通过摩擦磨损实验测试其耐磨性能。结果表明:超声与电磁复合处理可以将石墨烯分散到铝复合粉体中;利用热压烧结工艺控制,可在复合材料中生成增强体Al2O3;镀镍石墨烯在热压烧结后,表面仍然保留大量的Ni、Sn和P等元素,石墨烯与铝基体的界面反应得到抑制;在干摩擦条件下,随着镀镍石墨烯含量的增加,铝基复合材料的摩擦系数显著降低,波动范围明显减小;当石墨烯质量分数为3.00%时,复合材料摩擦系数降低至0.3以下,耐磨性能显著提高。

关键词：镀镍石墨烯铝基复合材料 Al2O3 耐磨性