基于石墨烯片層增強(qiáng)碳材料的制備及性能研究.pdf

1、石墨烯因特殊的二維結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出許多優(yōu)異的性質(zhì)。氧化石墨烯作為制備石墨烯的前驅(qū)體，因表面含有大量含氧官能團(tuán)，易于修飾和功能化，探究氧化石墨烯與其他高聚物的相容性制備基于石墨烯片層增強(qiáng)的復(fù)合材料備受各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注。而碳碳復(fù)合材料因其低密度、耐高溫、低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航天航空、電子器材等領(lǐng)域，因此，探究基于石墨烯片層增強(qiáng)的碳碳復(fù)合材料具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　本文基于氧化石墨烯的功能化，通過(guò)調(diào)節(jié)不同尺寸的鱗片石墨，探究對(duì)制

2、備的氧化石墨烯大小、含氧量等方面的影響，并表現(xiàn)在石墨烯片層增強(qiáng)碳材料性能方面的差異性。碳碳復(fù)合材料采用中間相瀝青為粘結(jié)劑，混合氧化石墨烯懸浮液，采用低溫?zé)崮褐苽漕A(yù)制體，經(jīng)炭化石墨烯處理制備而成。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、XRD、電導(dǎo)率儀、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等表征手段探究碳碳復(fù)合材料的性能。并在氣相生長(zhǎng)碳纖維/中間相瀝青(VGCF/MP)復(fù)合材料制備的基礎(chǔ)上，探究摻雜石墨烯片層對(duì)復(fù)合材料的性能影響。
　　實(shí)驗(yàn)表明，采用hummers法

3、制備的氧化石墨烯具有清晰的片層結(jié)構(gòu)，直徑范圍可達(dá)幾十微米，不同尺寸的鱗片石墨制備的氧化石墨烯存在較大差異，石墨粒徑越小其被氧化程度越充分，當(dāng)尺寸達(dá)到96μm時(shí)，鱗片石墨即可被充分氧化。而且此條件下氧化制備的氧化石墨烯與中間相瀝青制備的碳碳復(fù)合材料各項(xiàng)性能最為優(yōu)異，表征分析得出，最小電阻率為0.95×10-4Ω·m，抗彎強(qiáng)度最大為28.5MPa。在VGCF與MP的混合比例為1∶1的基礎(chǔ)上，當(dāng)石墨烯摻雜比例為9.09％時(shí)，所制備的石墨烯摻雜