铜-石墨复合材料性能与石墨形状和粒径的相关性研究

以电解铜粉、鳞片状石墨粉及不同粒径的近球形石墨粉为原料,通过真空热压烧结工艺制备得到铜-石墨复合材料,并研究石墨形状、粒径对其显微组织、密度、致密度、电导率、硬度及抗压强度等性能的影响;在销盘式摩擦磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,通过分析样品磨损表面的形貌,研究石墨形状和粒径对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：相比鳞片状石墨粉,采用相同粒径的近球形石墨粉有利于提高复合材料的致密度,获得更优异的力学性能,其抗压强度可以提高近65 MPa;随着近球形石墨粒径从19 μm减小到4 μm,复合材料的致密度、电导率、硬度、抗压强度和摩擦因数均逐渐降低,同时磨损量逐渐增大,其中,复合材料的电导率从28.6 %IACS降低至20.6 %IACS,抗压强度也降低约30 MPa。     

聚丙烯复合材料改性研究

着重用粒径为30μm的石墨填充改性聚丙烯复合材料,并对其导热性能和力学性能进行了研究,制备出具有优良导热性能和力学性能的聚丙烯复合材料.     

基于离散元研究石墨对铜基石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

文章利用离散元二维颗粒流程序(PFC2D)建立铜基石墨复合材料和45#钢摩擦副数值模型,基于环-块滑动接触方式,研究摩擦过程中摩擦界面动态变化规律及石墨粒径和体积分数对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：复合材料和45#钢摩擦过程中,在摩擦表面逐渐形成石墨润滑层,使得摩擦副的接触由金属与金属接触逐渐转变为石墨与金属接触;随着时步数增加,材料摩擦系数整体下降并达到稳定;石墨粒径增加,摩擦系数增大,磨损量先减少后增多,石墨粒径为18μm时,磨损量最少为1.65×10^-8 m³;石墨体积分数增多,材料摩擦系数降低,磨损量先减少后增多,石墨体积分数为12%时,磨损量最少为1.61×10^-8 m³。     

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.     

聚丙烯复合材料改性研究

着重用粒径为30μm的石墨填充改性聚丙烯复合材料,并对其导热性能和力学性能进行了研究,制备出具有优良导热性能和力学性能的聚丙烯复合材料。     

膨胀石墨对硝基苯的吸附性能研究

从硝基苯初始质量浓度、吸附时间、膨胀石墨粒径及溶液的温度等4个因素,研究膨胀石墨对硝基苯的吸附性能的影响.结果表明:常温下,由粒径为0.420~0.250 mm的天然鳞片石墨制得的膨胀石墨在初始质量浓度为500.00μg/mL的硝基苯溶液中吸附2 h,吸咐量达到最大,约21.22 m g/g.     

石墨矿渣在高速公路底基层中应用

探讨采用石墨矿渣作为高速公路填筑材料的可行性。通过对石墨矿渣及其水泥稳定后材料的水温稳定性、抗压强度、劈裂强度、回弹模量等物理力学性能的试验分析,探讨了水泥稳定石墨矿渣的可行性,提出了水泥稳定石墨矿渣用作高速公路底基层的施工压实控制标准,指出了合理的水泥剂量为6％。     

石墨粒的着火燃烧实验研究

本文阐述了小粒径石墨粒子(当量直径小于2mm)在静止、常温大气环境中的电加热点火燃烧特性.内容包括:一、对“石墨料子着火”这一概念进行探讨;二、不同粒径石墨粒子在不同的输入能量状态下,着火延迟时间的变化趋势;三、对整个燃烧过程做记录和分析。实验结果表明:输入能量在小范围变化时,其对着火延迟时间的影响很不明显,而对初始粒径的大小则有明显的影响。实验中采用光电二级管作为观测石墨粒子着火燃烧时的光辐射信号感应件,并采取相应的电路对包含燃烧信息的光辐射信号进行转换放大。在良好的实验条件保证下,这种观测方式可以得到较为精确的结果。     

以石油焦和高温煤沥青制备各向同性石墨材料的研究

以煅后石油焦为骨科,高温煤沥青为黏结剂,采用冷混捏球磨,经过冷等静压工艺在不同压力下制得各向同性石墨材料,并对不同成型压力下制备所得材料的微观结构和物理性能进行分析.结果表明,当骨料颗粒平均尺寸d50约为21 μm,黏结剂含量为33％时,其适宜的成型压力为80～100 MPa;在不同的成型压力下制备各向同性石墨材料,应采用不同的焙烧和石墨化升温曲线;提高成型压力、减少骨料石油焦中大尺寸片状结构颗粒的数量及增强骨料和黏结剂混捏的均匀性,均有利于提高所制备各向同性石墨材料的物理性能;采用高温煤沥青作为黏结剂,有利于提高各向同性石墨材料的导热率和电学性能.     

石墨基炭材料的制备及其性能

以天然鳞片石墨为原料,高锰酸钾(KMnO_4)、浓硫酸(H_2SO_4)、过氧化氢(H_2O_2)、乙酸(CH_3COOH)为氧化插层体系,采用化学氧化法制备石墨基炭材料.采用7因素3水平正交试验L_(18)(3~7)研究不同氧化插层体系配比对石墨基炭材料膨胀体积的影响;通过拉曼光谱(RSM)、扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)表征石墨基炭材料的性能.结果表明:当氧化插层体系配比为m(KMnO_4(g))∶V(H_2SO_4(mL))∶V(H_2O_2(mL))∶V (CH_3COOH(mL))=1∶10∶2∶2时,在40℃恒温水浴下搅拌60 min,80℃下干燥4 h制备得到可膨胀石墨;然后,在700℃下高温膨胀得到石墨基炭材料.在该条件下得到的石墨基炭材料的最大膨胀体积为230 mL/g.经氧化处理过的石墨高温膨胀后石墨层结构发生了明显变化,无序度增加,结晶度减小;石墨基炭材料的外观蓬松,呈卷曲状,层间孔隙大小明显;最大吸附量可达到75.9 cm~2/g,具有较好的吸附性能;最大孔隙结构直径为369.10nm,具有发达的孔隙结构.本研究成果可为石墨基炭材料的制备提供方法和应用依据.     

LDPE/石墨复合材料的制备和性能

选用电导率、导热系数高的石墨(普通鳞片石墨FG、可膨胀石墨KP35、膨胀石墨EG35)对低密度聚乙烯(LDPE)进行填充改性,采用钛酸酯偶联剂NDZ101对石墨进行表面处理,提高石墨与聚合物基体的界面相互作用,制备出力学性能、导电、导热等综合性能优良的LDPE/石墨复合材料。结果表明:石墨的填充大大改善了聚乙烯的导电、导热和耐热性能,当石墨含量达20%时(文中的各种元素含量均指质量分数),LDPE/KP35的电导率达到1.91×10-7S/m,拉伸强度较LDPE有小幅提高,可作为导热抗静电材料推广应用。     

基于石墨混凝土的能源桩传热特性强化研究

能源桩能够充分利用混凝土良好导热性能,与周围土体进行换热.为了增强能源桩传热特性,向能源桩内添加高导热系数的石墨粉而制备出石墨混凝土桩体材料,并研究其导热及力学性能.结果表明,随着石墨体积比的增大,石墨混凝土试块导热系数呈加速上升趋势.当石墨体积比增至8％(占混凝土体积分数),其导热系数上升至2.73W/(m·K);抗...     

基于分形理论的石墨泡沫新材料导热系数

新型导热材料石墨泡沫具有很好的热物理性质.文中应用分形理论讨论了这种新型多孔材料的分形特性,并在此基础上建立了石墨泡沫材料的导热模型.采用热阻法给出了石墨泡沫材料的等效导热系数的关系式.在空腔边长为200～500μm,对应的体孔隙率为82%～73%条件下,计算了石墨泡沫的体积分形雏数和等效导热系数.这种新的研究方法对多孔材料热物性研究有一定指导意义.     

高石墨铜基复合自润滑材料的组织结构与性能

以Cu-Ni粉末为基体,添加定量的W,SiC,Y2O3和MoS2相,以粉末冶金方法制备石墨质量分数分别为3%,3.5%,4%,4.5%和5%的高石墨含量铜基复合自润滑材料.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、共聚焦成像仪和摩擦试验机对样品的组织结构和性能进行分析.结果表明:材料的最佳烧结温度为910℃,烧结时间为4 h;材料的组织由铜的α固溶体,Cu0.8Ni0.19,WMoS2,SiC和石墨等组成.力学性能随着石墨含量的增加而降低,但自润滑效果比较好.在保证材料基体具有高力学性能的基础上,提高材料中固体润滑相的含量,是制备高耐磨自润滑材料的关键因素.     

石墨尾矿对再生粗骨料混凝土力学性能影响的研究

研究了石墨尾矿对再生粗骨料混凝土工作性能、破坏形态及力学性能的影响.结果表明,再生粗骨料混凝土坍落度随石墨尾矿掺量的增加而降低,而且石墨尾矿再生粗骨料混凝土的破坏形态与再生粗骨料混凝土相似.同时,再生粗骨料混凝土抗压强度随着石墨尾矿掺量的增加呈现先上升后下降的趋势.当石墨尾矿替代率为20％、再生粗骨料替代率为30％时混...     

石墨纤维表面的微观结构及其对物理吸附性能的影响

采用多种分析测试手段对石墨纤维表面的微观结构进行表征,并分析其表面微观结构对物理吸附性能的影响。研究表明：石墨纤维呈圆柱形,表面较光滑,结构较均匀,缺陷较少,单丝直径约为14～20 μm,纯度约为97.69 at％;石墨纤维具有类石墨结构,石墨微晶的层间距、晶粒尺寸和石墨化度分别为0.3402 nm、14.5 nm、44.19 %,拉曼光谱R值为1.2;石墨纤维含有较丰富的微孔结构,总比表面积、微孔比表面积、总孔体积、微孔体积、平均孔径和微孔孔径分别为537.02 m2/g、535.02 m2/g、0.2430 cm3/g、0.2368 cm3/g、1.8100 nm、1.1702 nm,是一种有工业前景的吸附材料;石墨纤维的物理吸附性能与其表面处理、晶体结构、表面结构和孔隙结构等有关,主要由微孔决定,是可以被用作于储氢的碳材料。     

磁搅拌研磨方法制备纳米石墨及其特性分析

采用磁搅拌研磨法在6h内快速制得了高纯纳米石墨.利用X-射线衍射(XRD)、氮气吸附、高分辨透射电子显微镜(TEM)、X-射线能量色散谱分析(EDS)和傅里叶变化近红外光谱(FT-IR)对纳米石墨进行了系统表征.经XRD分析,确认其为纳米石墨;经氮气吸附测试分析,纳米石墨的比表面积为661m2/g;高分辨透射电镜分析表明纳米石墨为纳米石墨片和多层石墨烯的混合物,其粒径分布在50～100nm左右;用红外光谱和EDS分析,纳米石墨表面具有较多的羟基和羧基等官能团,氧元素含量达22.47%.     

膨胀石墨对苯酚的吸附研究

以自制的膨胀石墨为吸附剂,研究其对苯酚的吸附情况.主要探讨了苯酚溶液的质量浓度、吸附体系pH值、盐度、吸附温度及膨胀石墨粒径对吸附行为的影响,结果表明,膨胀石墨对苯酚具有较好的吸附效果.     

脉冲激光液相沉积法制备纳米石墨

利用YAG脉冲激光辐射水溶液中的石墨靶制备纳米石墨,研究了制备纳米石墨的工艺与技术,并初步探讨了制备纳米石墨材料的微观机理·用透射电镜和图像分析仪对制备的纳米石墨进行了形貌、结构和粒度分析·研究结果表明:利用脉冲激光幅射在水溶液中石墨靶材,在一定工艺条件下制备出了分散性较好的纳米晶石墨,纳米石墨呈球状,由非晶和部分晶化了的组织组成,平均粒径为35nm,其粒径多为20～50nm;脉冲激光能量和水溶液体系的能量交换等对制备纳米石墨起主要作用·     

Ni-P-石墨化学复合镀层的工艺研究

利用化学镀技术,在制备一种Ni-P-石墨镀层的过程中,对该镀液沉积的工艺和影响因素进行了分析,并对镀液成分及工艺条件对镀层沉积的影响进行了研究,最后通过EDS能谱图和XRD验证了Ni-P-石墨镀层的组成.结果表明:在选用乳酸为络合剂、醋酸钠缓冲剂、碘酸钾为稳定剂、石墨粒径在0.5～5μm范围内时镀液具有较好的稳定性.温度在85℃时、pH值在4.4～4.8之间,并采用间歇搅拌时具有较好镀层沉积效果.Ni-P-石墨化学复合镀层的晶态组织结构在热处理前后有明显的区别,热处理后有晶胞和金属间化合物生成.