石墨烯均匀分散问题研究进展

具有优良性能的石墨烯常被作为增强体加入基体材料中以改进其性能。研究发现,石墨烯增强复合材料的性质在很大程度上取决于石墨烯在基体中的均匀分散程度。而石墨烯增强体在基体中的均匀分散问题一直是研究的难点,这就限制了石墨烯增强复合材料性能的提升及其开发应用。总结了石墨烯在基体中均匀分散方法的研究进展,并展望了其研究方向及发展趋势。     

石墨烯含量对铜基石墨烯复合材料力学和电学性能的影响

为改进铜基复合材料的力学和电学性能,向铜基体分别加入0.2%、0.3%、0.4%(质量分数)的石墨烯,充分混合后,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了石墨烯/铜(G/Cu)复合材料。通过扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱和XRD等表征了复合材料微观结构,测试了其硬度、屈服强度、抗压强度和导电率等性能,以确定石墨烯在铜基体中的合适掺杂量。结果表明:随着石墨烯含量的降低,其力电性能显著提高。当石墨烯质量分数为0.2%时,G/Cu复合材料的综合性能(力学及电学性能)达到最好匹配,实现了铜基材料的高强度、高导电性:其抗压强度和屈服强度分别为557.23 MPa和256 MPa,相对于用SPS方法制备的纯铜分别提高了59.21%和70.7%;电导率为52.3 MS/m,其IACS高达91.8%。     

p型金刚石欧姆接触的研究

金刚石的欧姆接触是制造半导体器接触的研究进展,结合器件的发展和实际工艺的要求,讨论了改善欧姆接触特性的途径和方法,指出目前存在急需解决的一些问题.     

球磨时间对石墨烯/铜材料组织和性能的影响

采用机械球磨湿磨方法在不同球磨时间下将0.5wt%石墨烯与纳米铜粉混合,然后通过等离子烧结（SPS）方法制备石墨烯/铜（G/Cu）复合材料。利用SEM、XRD等对球磨过程中复合颗粒形貌及其组织结构变化规律进行分析,发现当球磨时间的延长至8h,石墨烯在铜基体中有更好的结合和分布,性能改善相对最佳,G/Cu的拉伸屈服强度为183MPa,较纯铜提高52.5%;压缩屈服强度也由纯铜的150MPa提高到了365MPa,提升近1.4倍;均值硬度也提高到了135HV,导电率IACS达到了66.5%,综合性能得到明显提高。     

石墨烯增强金属基复合材料制备方法的研究进展

石墨烯是一种新型的二维碳材料,具有优异的力学性能、电学性能以及导热性能,被视作理想的复合材料增强体之一。目前石墨烯/复合材料的制备与加工已经成为科研领域中非常重要的研究方向,同时石墨烯增强金属基复合材料在制备以及加工过程中已经取得很多进展。本文综述了石墨烯增强金属基复合材料的制备方法,归纳了粉末冶金法、电化学法以及其它多种方法的研究现状、应用现状以及未来的发展趋势。     

氘化硼掺杂金刚石n型电导的研究

室温下缺少浅施主中心,已经成为金刚石材料制造电子器件的主要障碍之一。最近报道显示硼掺杂p型同质外延金刚石暴露在氘离子束中能形成浅施主态的n型电导,这是在外延金刚石材料中首次测出的浅施主能级。本文分析研究了目前p型金刚石出现导电类型转换这一新现象的最新研究进展。     

石墨烯储氢性能的研究进展

简要介绍了石墨烯的几种制备方法及石墨烯和氢分子之间的相互作用。综述了几种增强石墨烯储氢性能的途径,如碱金属掺杂、碱土金属掺杂、非金属元素掺杂及过渡金属元素掺杂等,并分析了以上元素掺杂石墨烯的主要性质及对其储氢性能的影响。最后展望了石墨烯储氢材料未来的研究方向及其发展趋势。     

第一性原理计算在铜合金研究中的应用进展

第一性原理计算(DFT)在生物、化工、冶金、材料设计等多个学科与领域都发挥着重要的作用。本文总结了利用第一性原理计算在研究铜合金中合金相的稳定性、力学性质以及电子结构等方面的应用,并对第一性原理计算在铜合金中研究应用的现状与目前仍存在的问题进行了阐述,同时分析了第一性原理计算在今后铜合金研究中的应用方向。     

Q345双丝CMT焊接工艺研究

对3 mm厚Q345薄板进行双丝CMT焊接试验,使用光学显微镜对焊接接头的宏微观形貌进行观察,通过拉伸试验和硬度试验测试焊接接头的力学性能。结果表明:焊缝熔宽随着前丝电流的增加先增加后趋于稳定,熔深增加,余高变化不大;随着后丝电流的增加,焊缝逐渐成形均匀,且在200 A后熔宽明显增加,出现蜈蚣脚样缺陷;前丝电流为290 A,后丝电流为180 A时能够获得优良的焊接接头,有较高的力学性能,拉伸试样在母材处断裂;接头的硬度随着距焊缝中心距离的增加而减小。     

镍含量对铜基石墨烯复合材料力电性能的影响

通过镍的添加来改善铜与石墨烯之间较差的界面结合性能,从而提高铜基石墨烯复合材料的力学和电学性能。本实验采用放电等离子(SPS)烧结技术制备了石墨烯含量为0.2%(质量分数,下同),镍含量分别为1.0%,1.5%和2.0%的镍掺杂石墨烯/铜(G-Cu/Ni)复合材料。利用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段,对镍掺杂石墨烯/铜(G-Cu/Ni)复合粉末的形貌和石墨烯的结构进行了研究,揭示了不同镍含量对铜基石墨烯复合材料力电性能的影响。结果表明:随着镍含量的增加,复合材料的硬度随之增加,屈服强度先升高后降低;其电学性能随着镍含量的增加而逐渐降低。当镍含量为1.0%时,复合材料的力学和电学性能达到较好的配合:复合材料的屈服强度为320.3 MPa(相对于未添加镍的石墨烯/铜复合材料而言提高了31.08%),电导率为45.72 MS·m~(-1),其电导率百分值(IACS)高达80.21%。