石墨烯及其复合材料的研究进展

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石墨烯聚合物复合材料的制备与性能研究

石墨烯聚合物复合材料的制备与性能研究石墨烯作为一种二维的碳纳米材料，拥有独特的物理和化学性质，引起了广泛的研究兴趣。

而将石墨烯与聚合物复合制备成新型材料，也成为了当前前沿的研究方向之一。

本文将探讨石墨烯聚合物复合材料的制备方法以及相关性能研究进展。

一、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，其中最常用的方法是机械剥离法。

该方法通过在石墨表面使用粘性剂剥离石墨烯，并通过溶剂处理使其分散为独立的石墨烯片。

此外，还有化学气相沉积法、化学还原法等制备方法。

这些方法中，机械剥离法制备的石墨烯具有高质量和大尺寸等优势。

二、石墨烯聚合物复合材料的制备方法将石墨烯与聚合物复合制备成新材料的方法主要有两种：一种是物理混合法，将石墨烯与聚合物经过机械混合、溶剂混合等方式混合制备成复合材料；另一种是化学合成法，通过聚合物的化学反应合成石墨烯聚合物复合材料。

其中，物理混合法简单易行，成本低，但界面结合力较差；而化学合成法能够在石墨烯和聚合物之间形成更加稳定的化学键，增强界面结合力。

三、石墨烯聚合物复合材料的性能研究石墨烯聚合物复合材料的性能研究主要体现在力学性能、热性能、电学性能和光学性能等方面。

力学性能方面，石墨烯的加入可以显著提高聚合物复合材料的强度和刚度。

石墨烯具有极高的抗拉强度和模量，且其二维结构还能减轻材料的密实度，使复合材料更加轻盈。

同时，石墨烯的高柔韧性也能提高聚合物的韧性，增加材料的断裂韧性。

热性能方面，石墨烯的导热性能突出，可以将热量迅速传导到复合材料的整个体积中，提高材料的导热性能。

石墨烯的加入还能提高材料的热稳定性和阻燃性能，减少火灾事故的发生。

电学性能方面，石墨烯是一种优秀的导电材料，可以显著提高聚合物复合材料的导电性能。

这使得复合材料在柔性电子器件、电磁屏蔽等领域具有广泛的应用前景。

光学性能方面，石墨烯具有宽波长吸收和优异的非线性光学性质。

复合材料中的石墨烯可以调控光的传输和吸收特性，使其在光学器件、光电子学等领域有着重要的应用价值。

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展1. 引言1.1 石墨烯增强铝基复合材料的研究背景石墨烯是一种二维晶格结构的碳原子薄膜，由于其独特的物理、化学和力学性质，被认为是一种具有巨大潜力的新型材料。

石墨烯具有极高的导热性、机械强度和化学稳定性，因此在材料科学领域备受关注。

铝及其合金由于具有较低的密度和良好的加工性能，在航空航天、汽车工业等领域有着广泛的应用。

传统铝材料在强度和硬度方面存在一定局限性。

为了克服传统铝材料的缺点，研究者们开始探索引入石墨烯来增强铝基复合材料。

石墨烯的加入不仅可以提高复合材料的力学性能，还可以优化其导热和电导特性。

石墨烯增强铝基复合材料成为当前研究的热点之一。

通过将石墨烯与铝基材料进行复合，可以有效提高材料的强度、硬度和耐磨性，同时减轻材料的重量，提高材料的导热性能。

石墨烯增强铝基复合材料被认为具有广阔的应用前景，对于推动材料科学领域的发展具有重要意义。

【字数：220】1.2 石墨烯在材料科学中的应用潜力1. 电子器件：石墨烯具有优异的电子输运性能，高载流子迁移率和高电导率，使其成为理想的电子器件材料。

石墨烯可以应用于场效应晶体管、光电探测器、透明导电膜等领域，为电子器件的性能提升提供了新的可能性。

3. 柔性电子：由于石墨烯的柔韧性和透明性，可将其应用于柔性电子领域，如柔性显示器、柔性传感器、可穿戴设备等。

石墨烯材料的应用为柔性电子产品带来了更广阔的发展空间。

石墨烯在材料科学中的应用潜力巨大，其优异的性能和特殊的结构使得其可以在多个领域发挥重要作用，推动材料科学的发展和创新。

对石墨烯的研究不仅有助于拓展其应用领域，还将促进整个材料科学领域的进步和发展。

2. 正文2.1 石墨烯增强铝基复合材料的制备方法石墨烯增强铝基复合材料的制备方法主要包括机械合金化、粉末冶金、湿法涂覆、化学气相沉积以及熔体混合等几种方法。

机械合金化是其中一种常用的方法，通过球磨或挤压将石墨烯与铝粉进行混合，使二者在微观层面有所聚集和弥散，从而增加界面结合强度。

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化的二维晶格构成的新型材料，具有优异的导热、导电、机械强度和化学稳定性等特性，因此在材料科学领域备受关注。

铝基复合材料因其轻质、高强度和耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域。

将石墨烯与铝基复合材料结合起来，可以在保持其优良性能的基础上进一步提高其性能，因此石墨烯增强铝基复合材料的研究备受关注。

本文将从石墨烯增强铝基复合材料的制备方法、性能表征以及应用领域等方面进行综述，以期为相关领域的研究提供参考。

制备石墨烯增强铝基复合材料主要有机械合金化、电化学沉积、湿法共沉淀和热压等多种方法。

机械合金化是将石墨烯和铝粉通过球磨混合，然后进行热压成型得到复合材料。

这种方法简单易行，但由于石墨烯具有高度的层间结合力，很难与金属基体充分接触，从而影响复合材料的性能。

电化学沉积法是将金属离子在石墨烯表面还原沉积得到铝基复合材料，这种方法可以获得较好的界面结合性能，但沉积过程较为复杂，且需要特定的实验条件。

湿法共沉淀是将石墨烯和铝盐共沉淀得到复合材料，虽然可以实现大面积的石墨烯分散，但其界面结合能力有待提高。

热压法是将铝粉与石墨烯加热压制成型，这是一种简单易行的方法，能够在保持石墨烯的完整性的同时实现石墨烯与铝基体的良好结合。

石墨烯增强铝基复合材料的制备方法各有优缺点，需要根据具体需要选择合适的方法。

二、石墨烯增强铝基复合材料的性能表征石墨烯增强铝基复合材料的性能主要包括力学性能、导热性能和导电性能等方面。

力学性能是衡量复合材料可靠性的重要指标，石墨烯作为增强相可以有效提高复合材料的力学性能。

研究表明，适量添加石墨烯可以显著提高复合材料的硬度、强度和韧性等性能指标。

导热性能是石墨烯的一大特点，将石墨烯引入铝基复合材料中可以显著提高其导热性能，从而提高材料的热稳定性和散热性能。

导电性能是石墨烯的另一大特点，石墨烯具有优异的电导率，将其引入铝基复合材料中可以显著提高材料的导电性能，有利于提高材料在电子器件领域的应用性能。

石墨烯复合材料研究进展

石墨烯复合材料研究进展摘要：近年来石墨烯因其优良的力学、电学、热学和光学等特性, 且添加到基体材料中可以提高复合材料的性能，拓展其功能，因此石墨烯复合材料的制备成为研究热点之一。

本文介绍了国内外对石墨烯复合材料的研究，对石墨烯复合材料的研究进展及现状进行了详细的介绍，并对石墨烯复合材料的发展趋势进行了展望。

关键词：石墨烯；复合材料；研究进展一、引言石墨烯因其优异的物理性能和可修饰性, 受到国内外学者的广泛关注。

石墨烯的杨氏模量高达1TPa、断裂强度高达130GPa，是目前已知的强度性能最高的材料，同时是目前发现电阻率最小的材料, 只有约10-8Ω·m；拥有很高的电子迁移率，且具有较高的导热系数。

氧化石墨烯作为石墨烯的重要派生物，氧化石墨烯薄片在剪切力作用下很容易平行排列于复合材料中, 从而提高复合材料的性能。

本文总结介绍了几种常见的石墨烯复合材料。

二、石墨烯复合材料（1）石墨烯及氧化石墨烯复合材料膜聚乙烯醇（PVA）结构中有非常多的羟基，因此其能与水相互溶解，溶解效果很好。

GO和PVA都可以在溶液中形成均匀、稳定的分散体系。

干燥成型后，GO在PVA中的分散可以达到分子水平，GO表面丰富的含氧官能团可以与PVA的羟基形成氢键，因此添加少量的GO可以显著提高复合材料的力学性能。

樊志敏[1]等制备出了氧化石墨烯纳米带/TPU复合膜。

通过机械测试显示，当加入氧化石墨烯纳米带的量为2%时，复合薄膜的弹性模量和抗拉强度与不加氧化石墨烯纳米带的纯TPU薄膜相比都得到了非常大的提高，分别提高了160%和123%。

马国富[2]等人发现，在聚乙烯醇（PVA）和氧化石墨烯（GO）复合制备的得复合薄膜中，GO均匀的分散在PVA溶液中，PVA的羟基与GO表面的含氧基团发生相互作用复合而不分相。

加入GO之后，大大提高了复合膜的热稳定性，当加入的GO量为3%时，纳米复合膜力学性能测试出现最大值，此时断裂伸长率也出现了最大值，这表明在此GO含量时复合膜有最佳性能；与不加GO的纯PVA膜相比，当加入的GO量为3%时，耐水性也大大地提高。

石墨烯基复合吸波材料的最新研究进展

通常将石墨烯与不同损耗机制的材料复合制备新型吸波材
石墨烯的损耗机制主要局限于与电导率有关的介电型损
料ꎬ向石墨烯中引入磁性金属成分制备石墨烯 / 磁性金属二元
耗ꎬ单独使用时阻抗匹配性较差ꎬ其微波吸收性能仍需进一步
复合吸波材料ꎬ是提高其吸波性能一种简单有效的解决方案ꎬ
提高
[２０]
５２
ꎮ 为了改善其作为电磁吸收剂存在的不足ꎬ研究人员
ｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔꎬ ｔｈｉｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ｓｔｒｏｎｇａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｂｒｏａｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂａｎｄｈａｓｂｅｅｎａｎｕｒｇｅｎｃｙ. Ｇｒａｐｈｅｎｅ
ｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔꎬ ｌａｒｇｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙꎬ ｂｕｔａｌｓｏｈａｓｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｎｏｎ￣
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｒｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｅｖｅｒｅ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
随着电子技术在民用和军事领域的迅速发展ꎬ电磁防护
身等问题的关键因素ꎬ吸波材料的研究对军用领域和民用领
注 [１￣３] ꎮ 电磁屏蔽材料和吸波材料是解决电磁防护问题的关

石墨烯复合材料的制备及应用研究进展

石墨烯复合材料的制备及应用研究进展一、本文概述石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，因其独特的电子结构、优异的物理和化学性能，在复合材料领域引起了广泛的关注。

石墨烯复合材料结合了石墨烯和其他材料的优点，使得这种新型复合材料在力学、电学、热学等方面表现出色，因此具有广阔的应用前景。

本文旨在综述石墨烯复合材料的制备方法、性能特点以及在不同领域的应用研究进展，以期为石墨烯复合材料的进一步研究和实际应用提供理论支持和参考。

本文将首先介绍石墨烯及其复合材料的基本概念和特性，然后重点综述石墨烯复合材料的制备方法，包括溶液混合法、原位合成法、熔融共混法等。

接着，文章将探讨石墨烯复合材料在能源、电子、生物医学、航空航天等领域的应用研究进展，分析其在提高材料性能、降低成本、推动相关产业发展等方面的重要作用。

本文还将对石墨烯复合材料未来的研究方向和应用前景进行展望，以期推动这一领域的持续发展和创新。

二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料的制备方法多种多样，每一种方法都有其独特的优点和适用范围。

以下是几种主要的制备方法：溶液混合法：这是最简单且最常用的方法之一。

首先将石墨烯分散在适当的溶剂中，然后通过搅拌或超声处理使其均匀分散。

接着，将所需的基体材料（如金属氧化物、聚合物等）加入溶液中，通过搅拌或热处理使石墨烯与基体材料充分混合。

通过过滤、干燥等步骤得到石墨烯复合材料。

这种方法操作简便，但石墨烯在溶剂中的分散性和稳定性是关键因素。

原位生长法：这种方法通常在高温或特定气氛下进行，利用石墨烯与基体材料之间的化学反应，使石墨烯在基体材料表面或内部原位生长。

例如，通过化学气相沉积（CVD）或热解等方法，在金属氧化物或聚合物表面生长石墨烯。

这种方法可以得到石墨烯与基体材料结合紧密、性能优异的复合材料，但操作过程较复杂，且需要特殊的设备。

熔融共混法：对于高温稳定的基体材料，如金属或某些聚合物，可以采用熔融共混法制备石墨烯复合材料。

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展【摘要】石墨烯是一种具有优异性能的纳米材料，在铝基复合材料中的应用备受关注。

本文综述了石墨烯增强铝基复合材料的研究进展。

首先介绍了石墨烯在复合材料中的应用优势，然后详细探讨了石墨烯对铝基复合材料性能的影响、制备方法及工艺优化、性能测试及表征分析以及石墨烯分散度和界面相容性研究。

接着讨论了石墨烯增强铝基复合材料的应用领域拓展及展望。

最后总结了石墨烯增强铝基复合材料的发展趋势，提出了未来研究方向，并强调了其重要性及意义。

研究表明，石墨烯对铝基复合材料性能的提升具有重要价值，未来有望在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。

【关键词】石墨烯增强铝基复合材料，研究进展，性能影响，制备方法，工艺优化，性能测试，表征分析，分散度，界面相容性，应用领域，发展趋势，未来研究方向，重要性，意义。

1. 引言1.1 石墨烯增强铝基复合材料的研究背景石墨烯增强铝基复合材料是一种新型的复合材料，具有在轻量化、强度、硬度、导电性和导热性方面优秀的性能，引起了广泛的研究兴趣。

铝是一种轻质、耐腐蚀的金属材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

铝的力学性能相对较低，容易发生塑性变形和疲劳破坏，限制了其应用范围。

1.2 石墨烯在复合材料中的应用优势1. 高强度：石墨烯具有出色的机械性能，是世界上最强硬的材料之一，比钢强度还高。

将其添加到铝基复合材料中可以显著提高复合材料的强度和硬度。

2. 轻质：石墨烯的密度极低，仅为铝的0.77%，因此可以有效降低复合材料的密度，使其更轻便。

3. 良好的导热性和导电性：石墨烯具有优异的导热和导电性能，可以改善复合材料的导热和导电性能，提高其传热和传电效率。

4. 耐腐蚀性：石墨烯具有优秀的耐腐蚀性，可以有效延长复合材料的使用寿命。

综合以上优势，石墨烯在铝基复合材料中的应用具有巨大的潜力，可以为各个领域提供更高性能的材料解决方案。

2. 正文2.1 石墨烯对铝基复合材料性能的影响石墨烯具有优异的导热性和导电性，能够有效提高铝基复合材料的导热性和导电性能。

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展1. 引言1.1 石墨烯增强铝基复合材料的研究进展本文将就石墨烯在铝基复合材料中的应用、石墨烯增强铝基复合材料的制备方法、石墨烯增强铝基复合材料的性能研究、石墨烯增强铝基复合材料在航空航天领域的应用以及石墨烯增强铝基复合材料的未来发展方向进行探讨。

通过对这些方面的研究和分析，可以更全面地了解石墨烯增强铝基复合材料的研究进展，为未来该领域的研究提供重要参考。

2. 正文2.1 石墨烯在铝基复合材料中的应用石墨烯在铝基复合材料中的应用可以增强材料的力学性能。

石墨烯具有极高的强度和刚度，能够显著提高铝基复合材料的抗拉强度和硬度，使其在高强度要求的领域有更广泛的应用。

石墨烯还能有效提高铝基复合材料的耐磨性和耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命。

石墨烯在铝基复合材料中的应用还可以提高材料的热导率。

石墨烯具有极好的热导性，能够有效提高铝基复合材料的导热性能，使其在高温应用环境中表现更优异。

石墨烯在铝基复合材料中的应用对材料的力学性能和热导率都有显著的提升作用，为铝基复合材料的性能优化和应用拓展提供了新的思路和方法。

2.2 石墨烯增强铝基复合材料的制备方法石墨烯增强铝基复合材料的制备方法是研究该材料的关键步骤之一。

目前常见的制备方法包括机械合金化、化学气相沉积、热压和挤压等技术。

机械合金化是较为简单的一种方法，通过球磨或搅拌等机械方法将石墨烯加入到铝粉中，并随后进行热压或挤压，使其形成均匀的复合材料。

化学气相沉积是将石墨烯在气相中沉积到铝基物质表面，通过化学反应形成复合结构。

这种方法可以控制石墨烯的厚度和分布，从而调控复合材料的性能。

热压和挤压技术是将经过预处理的石墨烯和铝粉放入模具中，经过高温高压条件下进行压制，使其形成致密均匀的复合材料。

这种方法可大规模生产高质量的复合材料。

不同的制备方法对于石墨烯增强铝基复合材料的性能会产生不同的影响，因此在选择制备方法时需要根据具体要求和应用场景进行合理选择，并不断优化和改进制备工艺，以提高复合材料的性能和应用性。

石墨烯基复合材料的制备及其力学性能研究

石墨烯基复合材料的制备及其力学性能研究石墨烯作为一种新兴的二维材料，因其优异的力学性能和独特的物理化学性质而备受研究者的关注。

石墨烯基复合材料的制备和性能研究是一个热门的研究领域。

本文将介绍石墨烯基复合材料的制备方法及其力学性能研究的相关进展。

1. 制备方法石墨烯基复合材料的制备方法多种多样，下面将介绍几种常用的制备方法。

1.1 石墨烯的氧化还原法石墨烯的氧化还原法制备工艺相对简单，但是会引入一定数量的氧原子和缺陷。

该方法一般是通过将石墨烯氧化成氧化石墨烯，然后再通过还原反应将其还原成石墨烯。

1.2 石墨烯的机械剥离法石墨烯的机械剥离法是通过机械手段将石墨烯层层剥离，从而得到单层或少层石墨烯。

这种方法制备的石墨烯具有高度结晶性和较低的缺陷密度。

1.3 石墨烯的化学气相沉积法石墨烯的化学气相沉积法是将碳源气体通过热解反应在基底上沉积，从而得到石墨烯。

这种方法具有制备速度快、制备规模大等优点。

2. 力学性能研究石墨烯基复合材料的力学性能研究是评价其应用前景的重要指标之一。

2.1 强度和刚度石墨烯具有出色的力学性能，因此制备的石墨烯基复合材料往往具有较高的强度和刚度。

研究者通过拉伸测试、压缩测试等实验方法来评估其力学性能，并与其他材料进行比较。

2.2 韧性和断裂韧度尽管石墨烯具有优异的强度和刚度，但其低韧性限制了其在实际应用中的广泛应用。

研究者通过断裂韧度测试等方法来评估石墨烯基复合材料的韧性，并寻找提高韧性的方法。

2.3 疲劳性能石墨烯基复合材料的疲劳性能是指其在长时间作用力下的力学性能表现。

研究者通过疲劳试验来评估其耐久性和疲劳寿命。

3. 应用前景石墨烯基复合材料具有广泛的应用前景。

例如，在航空航天领域，石墨烯基复合材料可用于制备轻质高强度的结构材料；在电子领域，石墨烯基复合材料可用于制备高性能的导电材料等。

总结:通过石墨烯的制备方法以及力学性能研究，我们可以看出石墨烯基复合材料具有巨大的潜力。

然而，目前仍存在一些挑战，如制备大尺寸石墨烯、提高石墨烯基复合材料的韧性等。

石墨烯基复合材料的制备与性能研究

石墨烯基复合材料的制备与性能研究石墨烯是一种单层碳原子排列成的二维晶体，具有极高的强度、导电性和导热性。

在过去的几年里，石墨烯在材料科学领域引起了广泛的关注。

为了进一步发展石墨烯的应用，研究人员开始将石墨烯与其他材料相结合，形成石墨烯基复合材料。

这些复合材料具有优异的性能和多样化的应用前景。

本文将探讨石墨烯基复合材料的制备方法以及其性能研究。

一、石墨烯基复合材料的制备方法1. 化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是一种常用的制备大面积石墨烯的方法。

该方法通过在金属衬底上加热挥发的碳源，使其在高温下与金属表面反应生成石墨烯。

石墨烯的生长在具有合适结晶特性的金属表面上进行，如铜、镍等。

CVD法制备的石墨烯可以获得高质量、大尺寸的单层石墨烯。

2. 液相剥离法液相剥离法是一种以石墨为原料制备石墨烯的方法。

通过在石墨表面涂覆一层粘性聚合物，然后利用粘性聚合物与石墨之间的相互作用力，将石墨从衬底上剥离，最终得到石墨烯。

这种方法能够制备出大面积的石墨烯，并且使用简便、成本较低。

3. 氧化石墨烯还原法氧化石墨烯还原法是一种制备石墨烯的简单方法。

首先将石墨烯氧化生成氧化石墨烯，然后通过还原处理，还原为石墨烯。

该方法可以在实验室条件下进行，操作简单方便。

然而，由于氧化石墨烯的导电性较差，所得石墨烯的质量较低。

二、石墨烯基复合材料的性能研究1. 机械性能石墨烯具有出色的机械性能，其强度和刚度超过大多数材料。

石墨烯基复合材料的机械性能主要取决于基体材料和石墨烯的界面相互作用。

研究表明，合适添加石墨烯可以显著提升材料的强度和硬度。

2. 电学性能石墨烯具有优异的电学性能，可以用作电极材料、导电填料等。

石墨烯基复合材料在导电性能方面表现出色，可以用于制备柔性电子器件、传感器等。

3. 热学性能由于石墨烯的热导率高达3000-5000 W/(m·K)，石墨烯基复合材料在热学性能方面具有巨大的潜力。

石墨烯能够显著提高基体材料的热导率，因此可以应用于散热材料、热界面材料等领域。

石墨烯基复合材料的制备及其性能研究

石墨烯基复合材料的制备及其性能研究石墨烯是一种著名的二维纳米材料，其具有优异的力学、导电、导热和光学性能，受到了众多科学家的关注。

近年来，人们开始将石墨烯与其他材料进行复合，以期望得到更好的性能。

本文将从制备方法、复合材料的性能研究等方面来介绍石墨烯基复合材料的研究进展。

一、石墨烯基复合材料的制备方法（1）化学还原法化学还原法是一种常用的制备石墨烯的方法。

它的基本原理是通过还原剂还原氧化石墨，从而制备出石墨烯。

化学还原法的优点是简单易行，但由于存在无法避免的化学氧化作用，在复合材料中的应用比较有限。

（2）机械剥离法机械剥离法是一种通过机械剥离的方式制备石墨烯的方法。

它的原理是将粘贴的石墨材料在表面进行切割和撕裂，使其逐渐变薄，最终得到单层的石墨烯。

机械剥离法的优点是可以得到高质量的石墨烯，但操作难度较高。

（3）化学气相沉积法化学气相沉积法是一种通过合成气相沉积制备石墨烯的方法。

它的原理是将气态前体物质通过喷射或者滴定的方式加入到石墨基底上，经过高温和高压处理后得到石墨烯。

化学气相沉积法的优点是制备速度快，控制条件容易，但复合材料的制备比较困难。

二、石墨烯基复合材料的性能研究（1）力学性能石墨烯的力学性能优异，而在复合材料中的应用主要是用来提高材料的强度和硬度。

比如将石墨烯添加到金属基底中，可以提高其硬度和刚性，从而制成高强度的复合材料。

同时，石墨烯的韧性也可以提高材料的韧性和抗拉伸性能。

（2）导电性能石墨烯是一种优异的导电材料，在复合材料中的应用主要是用来制作导电性能高的材料。

比如将石墨烯添加到聚合物中，可以制成具有高导电性的复合材料。

这种复合材料可以用来制作高效的电子元器件和传感器。

（3）光学性能石墨烯的光学性能也很优异，可以应用于太阳能电池和光电器件等领域。

比如将石墨烯和硅基底进行复合，可以制成高效的太阳能电池。

总之，石墨烯基复合材料具有优异的性能，其制备方法和性能研究是当前研究的热点之一。

石墨烯及石墨烯基复合材料研究进展

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文献标识码
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石墨烯复合材料研究进展

关键词：石墨烯；复合材料；应用
中图分类号：０６ — １
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１ — ９６７７（２０１３）０８ — ００４０ — ０３
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＧｒａｐｈｅｎｅ— — ｂａｓｅｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌ
ⅣＧＣａｏ
（ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＡｎｈｕｉＨｅｆｅｉ２３０６０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｐｈｅｎｅｗａｓａｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｒｕｙｓｔａｌｓ，ｂｙｃａｒｂｏｎａｔｏｍｓｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｈｅｘａｇｏｎａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ
第４１卷第８期
２０１３年４月
广
州
化
工
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．８Ａｐｒｉｌ．２０１３
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
石墨烯复合材料研究进展
汪
（合肥学院，安徽
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。石墨烯是由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构，它可以翘
曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石

石墨烯基复合材料的制备及性能分析

石墨烯基复合材料的制备及性能分析石墨烯是一种新型的碳材料，由于其独特的结构和优异的性能，被广泛应用于材料科学领域。

石墨烯基复合材料作为一种将石墨烯与其他材料复合而成的新材料，具有石墨烯的优势和复合材料的多功能性，因此在材料制备和性能分析方面备受关注。

一、石墨烯基复合材料的制备方法目前，制备石墨烯基复合材料的方法主要包括机械混合法、溶液处理法和化学气相沉积法等。

机械混合法是最简单的制备方法，将石墨烯和其他材料进行物理混合。

这种方法操作简单，成本低廉，但是石墨烯与其他材料的界面结合较弱，对复合材料性能的提升有限。

溶液处理法是通过将石墨烯分散于溶液中，与其他材料形成复合体。

这种方法不仅能够提高石墨烯与其他材料的界面结合，还可以调控复合体的结构和性能。

然而，溶液处理法对石墨烯的分散性要求较高，操作复杂。

化学气相沉积法是一种高温气相合成法，通过在金属基底上沉积石墨烯。

这种方法制备的石墨烯基复合材料具有较高的结晶质量和界面结合强度，但是设备要求高、制备时间长。

二、石墨烯基复合材料的性能分析石墨烯基复合材料的性能主要包括力学性能、导电性能和热学性能等。

力学性能是衡量材料抗拉、抗压、抗弯等力学性能的指标。

石墨烯具有极高的强度和刚度，因此能够大幅提升复合材料的力学性能。

石墨烯基复合材料的强度和刚度通常随着石墨烯含量的增加而增加，但是当石墨烯含量过高时，由于石墨烯的堆叠导致复合材料的脆性增加。

导电性是衡量材料传导电流的性能指标。

石墨烯是一种具有优异导电性的材料，其导电性能主要取决于石墨烯的层数和形态。

石墨烯基复合材料通常具有较好的导电性能，且导电性能能够随着石墨烯含量的增加而增加。

热学性能是衡量材料导热性能的指标。

石墨烯具有很高的导热性能，因此能够显著提高复合材料的导热性能。

石墨烯基复合材料的导热性能通常随着石墨烯含量的增加而增加，但是石墨烯的堆叠也会对导热性能产生一定的影响。

除了上述性能分析，石墨烯基复合材料还具有其他一些特殊的性能。

石墨烯基复合材料的研究进展

的应用要求。迄今，石墨烯基复合材料中的另一组分可以是
图１单层石墨烯及其派生物示意图
Ｆｉｇ．１Ｇｒａｐｈｅｎｅａｎｄｉｔｓｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ
・
２２・
材料导报Ａ：综述篇
２０１３年３月（上）第２７卷第３期
石墨烯基复合材料的研究进展
何晓蕾，余燕芳，陈秋玉，石雪英，林深
（福建师范大学化学与化工学院，福州３５０００７）
摘要
关键词
ｆａ）单层二维石墨烯
复合材料（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ）是以一种材料为基底（Ｍａｔｒｉｘ），另一种材料为增强体（Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。自２００６年Ｒｕｏｆｆ等ｌ２提出石墨烯可以通过化学方法大
文献标识码：Ａ
ＲｅｃｅｎｔＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＧｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ
ＨＥＸｉａｏｌｅｉ，ＹＵＹａｎｆａｎｇ，ＣＨＥＮＱｉｕｙｕ，ＳＨＩＸｕｅｙｉｎｇ，ＬＩＮＳｈｅｎ

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展

石墨烯增强铝基复合材料的研究进展石墨烯是一种具有单层碳原子构成的二维材料，其具有优异的导电性、热导性和力学性能，因此被广泛应用于各种领域。

在复合材料领域，石墨烯可以作为增强剂，与其他材料复合，形成石墨烯增强复合材料，以提高材料的性能。

铝基复合材料是一种重要的结构材料，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。

本文将从石墨烯增强铝基复合材料的制备方法、性能及应用领域等方面进行综述，以全面了解石墨烯增强铝基复合材料的研究进展。

一、石墨烯增强铝基复合材料的制备方法1. 液相混合法液相混合法是一种简单易行的石墨烯增强铝基复合材料制备方法。

首先将石墨烯悬浮液与铝粉混合，然后通过挤压、热压等工艺将混合物加工成坯料，最后进行烧结得到石墨烯增强铝基复合材料。

这种方法简单易行，适用于大规模生产。

2. 机械合金法机械合金法是通过高能球磨等机械手段将石墨烯和铝粉混合，形成混合粉末，然后通过热压或等离子热处理等方法将混合粉末加工成坯料，最终得到石墨烯增强铝基复合材料。

该方法能够在保持石墨烯完整性的同时实现与铝的均匀分散，制备得到性能优异的复合材料。

3. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法，通过气相沉积的方式在铝表面沉积石墨烯薄膜，形成石墨烯增强的铝基材料。

该方法可以实现对石墨烯的精确控制，制备得到高性能的石墨烯增强铝基复合材料。

二、石墨烯增强铝基复合材料的性能1. 机械性能石墨烯具有优异的机械性能，其强度和刚度都远远高于传统的增强材料，因此能够显著提高铝基复合材料的强度和刚度。

研究表明，添加适量的石墨烯能显著提高铝基复合材料的抗拉强度、硬度和抗疲劳性能。

2. 热性能石墨烯不仅具有高导热性，还具有优异的隔热性能，能够有效提高铝基复合材料的导热性能和耐高温性能。

研究表明，添加石墨烯后的铝基复合材料具有更高的导热系数和更低的热膨胀系数，适用于高温环境下的应用。

三、石墨烯增强铝基复合材料的应用领域1. 航空航天领域石墨烯增强铝基复合材料具有优异的力学性能和热性能，能够满足航空航天领域对轻质高强材料的需求。

石墨烯复合材料的研究进展

ｂｅｏｍｅｔｏｐｉｆｒｄｏｓｉａｉｅｎｔｏｌｃｌｒ．Ｄｉｆｒｎｔｐｒｐｒｔｏｎｓｆｒｐｎｅｂｓｄｃｓａｈｏｔｃｏｍｅｔｃｎｄｎｔｒａｉｎａｓｈｏａｓｆｅｅｅａａｉｏｇａｈｅ — ａｅ
ｃｍｐｉｅｍａｅｉｌｅｅｒｖｅｅｎｐｉａｉｓｏｈｅｅｃｍｐｓｔａｅｉｌｎｔｅｆｅｄｕｅｃ — ｏｏｓｔｔｒａｓｗｒｅｉｗｄａｄａｐｌｃｔｏｎｆｔｓｏｏｉｅｍｔｒａｓｉｈｉｌｓｏｆｓｐｒａｐａｉｏｒｌｈｉｍｔｅｉｓｅｅｔｏａａｙｓｓａｄｆｅｅｌｅｅｉｔｏｃｄ．ｃｔｓ，ｉｕｂａｔｒｅ，ｌｃｒｃｔｌｉｎｕｌｃｌｓｗｒｎｒｄｕｅｔＫｅｒ：ｒｐｈｅｙｗｏｄｓｇａｎｅ；ｃｍｐｏｉｅｍａｅｉｌｏｓｔｔｒａｓ；ｐｒｐａａｉｎ；ａｐｌａｉｅｒｔｏｐｉｔｏｎｃ
石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维结构，是其他维的石墨材料的基础材料．可以它包裹形成零维富勒烯，起来形成一维碳纳米管，卷层层堆积形成三维石墨［．１自从Ｇｅ等用胶带］ｉｍ方法制备出石墨烯以来，其就引起物理界和化学界的轰动和极大的兴趣．墨烯的这种特殊结构，石使
第２５卷第３期２）１年９月（１

石墨烯增强铜基复合材料制备工艺及性能的研究进展

1 制备工艺1.1 粉末冶金法粉末冶金法是将石墨烯粉与铜粉通过球磨等方式混合，然后经过压制与烧结进行致密化而获得石墨烯增强铜基复合材料(Gr/Cu复合材料)的一种方法，其原理如图1所示。

通过球磨将石墨烯纳米片(GNSs)与铜粉混合，再通过真空热压烧结制备了GNSs/Cu复合材料；在球磨过程中石墨烯的润滑作用使得铜粉冷焊倾向减小，粉末颗粒形状趋于扁平细小，烧结后石墨烯分布于铜基体晶界处，在一定烧结压力下适当降低烧结温度有利于提高复合材料的力学性能和导电性。

充分混料并烧结后制备的块体复合材料可通过塑性变形加工，进一步降低复合材料孔隙率，实现完全致密化，改善增强体分布状况并细化晶粒。

采用片状粉末冶金工艺与轧制变形相结合的方法制备出GNSs/Cu复合材料带材，发现片状粉末冶金工艺中的球磨可以有效将石墨片剥离为石墨烯，并与二维片状铜粉结合良好，轧制后石墨烯在基体中分散良好，复合材料截面呈有序片层堆叠状结构，其抗拉强度达330MPa，并拥有极高的弹性模量(170GPa)与优良的抗弯曲能力。

粉末冶金法作为石墨烯增强铜基复合材料最为成熟的制备工艺，对基体粉末与增强体的含量、尺寸、形状等基本没有限制，具有较高的可设计性，但混料过程易破坏石墨烯结构的完整性，降低石墨烯的强化效果。

1.2 分子级水平混合法分子级水平混合法通过将氧化石墨烯(GO)与铜氨等含有Cu2+的溶液混合，使Cu2+吸附到GO表面，并在还原气氛下高温还原或使用水合肼(分子式N2H4·H2O)等强还原剂还原，得到还原氧化石墨烯(rGO)与铜的复合粉体，其原理如图2所示；再经烧结后制得石墨烯增强铜基复合材料。

以石墨烯纳米微片(GNPs)和GO为碳源，通过分子级水平混合法制备了GNPs/Cu、rGO/Cu和镀镍的GNPs-Ni/Cu 3种复合材料，发现：GNPs与铜基体界面处存在机械与冶金结合；GNPs-Ni与铜基体间存在铜镍过渡层，使复合材料具有更高的负载能力，抗拉强度达281MPa，高于镀镍前的256MPa；rGO与铜基体界面处为富氧区域，二者形成了化学键合，改善了界面结合情况，复合材料的抗拉强度为278MPa，并拥有与纯铜相当的塑性。

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关键词：石墨烯纤维；氧化石墨烯；复合材料
中图分类号：ＴＱ０５０．４＋２１
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００１ — ９６７７（２０１４）０２３ — ００１５ — ０３
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＧｒａｐｈｅｎｅａｎｄＧｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｐｈｅｎｅｉｂｆｅｒ；ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉｌａ
石墨烯是一种二维六角形晶格的碳原子的ｓｐ２杂交紧密堆积以及改良。
形成的特征碳材料的蜂窝结构，具有极佳的特性，约１１００ＧＰａ
ＬＩＵＫａｎｇ－ｋａｉ，ＣＡＯｙ０一ｈｕｉ，ＷＯＴａｏ，ＭＥＮＧＬｏｎｇ－ｙｕｅ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｂｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉｌｉｎＹａｎｊｉ１３３００２，Ｃｈｉｎａ）
１．１．１Ｈｕｍｍｅｒｓ法的反应机理
模量，断裂强度约１３０ＧＰａ，密度仅２．２ｇ／ｃｍ，约２ ×１０ｃｍ的电子迁移率、最高可达２６３０ｍ／ｇ的比表面积，预示着未来十年二十年将会是石墨烯的时代１－４］。迄今为止，石墨烯已经
延吉１３３０００）
（延边大学工学院化学工程与工艺专业，吉林
摘要：石墨烯是一种新型的碳材料具有优异的光学、电学、热学性能，可制备高性能纳米复合材料。以氧化石墨烯
（ＧＯ）为前驱体的一维纤维可提高其柔韧性和导电性。本文针对石墨烯及其复合材料的研究现状进行了简述，评论了石墨烯复合纤维的性能，并展望了其应用领域与发展前景。
ｍａｄｅｏｆｉｔａｎｄｔｈｅｉｆｂｅｒｍｏｄｉｉｆｅｄｗｉｔｈａｓｔｒｏｎｇｌｆｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｗａｓａｋｉｎｄｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｉｆｂｅｒｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｉｆｂｅｒｍｏｄｉｉｆｅｄｂｙｇｒａｐｈｅｎｅｕｓｉｎｇｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｒｅｌａｔｅｄｔｏｇｒａｐｈｅｎｅ，ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅａｎｄｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｂｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｅｆｅｃｔｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌａｐｒｏｓｐｅｃｔｗａｓｆｏｒｅｃａｓｔ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｐｈｅｎｅｗａｓａｋｉｎｄｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｃｈｅｍｉｃａｌ，ｐｈｙｓｉｃｌａｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｇｏｏｄｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄｔｈｅｉｂｆｅｒｓ
第４２卷第２３期
２０１４年１２月
广
州
化
工
Ｖｏ１．４２Ｎｏ．２３Ｄｅｃ．２０１４
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
石墨烯及其复合材料的研究进展
刘康恺ห้องสมุดไป่ตู้，曹永慧，沃涛，孟龙月
任小孟等对经典Ｈｕｍｍｅｒｓ法进行探究，通过改变其反应温度、控温时间、反应物质的量等并分别对各组产物进行检
测。任等课题组发现Ｈｕｍｍｅｒｓ法的低温反应阶段的最佳温度为广泛应用于电子科技、量子物理和化学材料等各方面，且已经接近０℃ ，反应时间可适当增加，且低温反应阶段中的浓硫酸应用于太阳能电池、催化剂载体、航天器的机身、防弹衣以及和高锰酸钾可过量加入，硝酸钠的加入量基本不会影响反应，代替硅和铜在导体和半导体中的应用。近些年，如石墨烯薄将中温阶段的温度调至为３０— ４５℃ ，反应时间增加９０ｍｉｎ是膜、气凝胶之类的二维、三维材料已有大量的研究，但是关于最好的，以此保证石墨的氧化更加深入，片层剥落更加完全。石墨烯一维材料却少有涉及，这是由于石墨烯的自身性质导致但最为影响产率的在升温阶段，该研究组发现将温度控制在了其有序排列较为困难。但是关于石墨烯与其他材料复合纤维９０一１００℃ 内为最高产率范围，通过多次少量加入去离子水，