石墨烯材料的技术与应用研究进展 被引量：3

1

作者 邢悦 许婧 +2 位作者 郝思嘉 任志东 杨程 《科技创新导报》 2019年第2期84-87,共4页

石墨烯材料的技术与应用是个飞速发展的跨学科研究领域,随着其研究进程的加快,时刻掌握对知识集群发展的新兴趋势和关键转折则至关重要。本文采集了2004—2017年间石墨烯材料的技术与应用领域的33525篇研究文献,运用文献计量学来分析领... 石墨烯材料的技术与应用是个飞速发展的跨学科研究领域,随着其研究进程的加快,时刻掌握对知识集群发展的新兴趋势和关键转折则至关重要。本文采集了2004—2017年间石墨烯材料的技术与应用领域的33525篇研究文献,运用文献计量学来分析领域相关文献发表时间分布、国家分布及高被引核心文献等方面,得到了一些有意义的的结论,为后续科学研究提供参考。 展开更多

关键词 石墨烯 科学知识图谱 共被引分析 信息可视化

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石墨烯/聚合物基复合材料3D打印成型研究进展 被引量：13

2

作者 许婧 邢悦 +2 位作者 郝思嘉 任志东 杨程 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1-11,共11页

石墨烯因其优异的特性,被广泛用于制备聚合物基复合材料,而3D打印作为一种新兴的成型加工方式,正越来越多地应用到石墨烯/聚合物基复合材料的成型制造当中。本文介绍石墨烯/聚合物基复合材料的溶液混合、熔融混合以及原位聚合三种主要... 石墨烯因其优异的特性,被广泛用于制备聚合物基复合材料,而3D打印作为一种新兴的成型加工方式,正越来越多地应用到石墨烯/聚合物基复合材料的成型制造当中。本文介绍石墨烯/聚合物基复合材料的溶液混合、熔融混合以及原位聚合三种主要制备方式,重点论述喷墨打印成型、熔融沉积成型、立体光固化成型、选择性激光烧结等目前国内外用于石墨烯/聚合物基复合材料成型的3D打印方式及其各自的优势和劣势,以及3D打印成型的石墨烯/聚合物基复合材料制件在电子、能源、生物医学和航空航天等领域的应用,最后指出可打印性好、石墨烯分散均匀、功能特性优异的石墨烯/聚合物基复合材料的研制将会是未来该方向的研究重点。 展开更多

关键词 石墨烯 聚合物 复合材料 3D打印 成型 应用

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介电型石墨烯吸波复合材料研究进展 被引量：14

3

作者 杜宗波 时双强 +2 位作者 陈宇滨 褚海荣 杨程 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期74-84,共11页

石墨烯因其独特的介电特性、高比表面积、低密度等性质,被认为是新一代吸波材料的有力候选。然而,单一组分的石墨烯吸波性能不佳,因此近年来石墨烯基吸波复合材料成为研究热点。本文介绍石墨烯及其复合材料的吸波机理与特性,指出介电型... 石墨烯因其独特的介电特性、高比表面积、低密度等性质,被认为是新一代吸波材料的有力候选。然而,单一组分的石墨烯吸波性能不佳,因此近年来石墨烯基吸波复合材料成为研究热点。本文介绍石墨烯及其复合材料的吸波机理与特性,指出介电型石墨烯作为极具发展潜力的吸波复合材料具有轻质、高强、宽频、薄层的特点。从石墨烯基体与掺杂体两方面综述了介电型石墨烯吸波复合材料的研究进展。最后指出,开发损耗能力强的新型介电掺杂体、构筑多组分吸波复合材料体系、建立通用的设计方法以及探索大批量的制备方法是未来的研究方向。 展开更多

关键词 石墨烯 吸波材料 复合材料 介电损耗 掺杂

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3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展 被引量：10

4

作者 王楠 燕绍九 +2 位作者 彭思侃 陈翔 戴圣龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期112-125,共14页

石墨烯优异的力学和物理性能使其成为理想的储能材料。因结构精确可控,易实现规模化制备,3D打印石墨烯材料有望在储能领域得到广泛应用。本文全面综述了3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展。石墨烯墨水的黏度和可打印性... 石墨烯优异的力学和物理性能使其成为理想的储能材料。因结构精确可控,易实现规模化制备,3D打印石墨烯材料有望在储能领域得到广泛应用。本文全面综述了3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展。石墨烯墨水的黏度和可打印性是实现石墨烯3D打印的制约因素。实现工艺简单、浓度可控、无黏结剂石墨烯墨水的规模化打印将成为3D打印石墨烯制备技术未来的研究热点。石墨烯超级电容器、锂硫电池、锂离子电池等储能元件一体化打印成型是3D打印石墨烯在储能领域应用的发展方向。 展开更多

关键词 3D打印 石墨烯 储能 超级电容器 锂离子电池

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石墨烯负载花球状二氧化锰复合材料制备及其电容性能研究 被引量：6

5

作者 陈翔 燕绍九 +4 位作者 南文争 王楠 彭思侃 王晨 戴圣龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期18-24,共7页

利用高锰酸钾与乙醇之间的氧化还原反应,在多孔石墨烯表面沉积纳米二氧化锰花球,获得了一种新型的复合电极材料。通过XRD,TG,SEM,TEM等分析手段确定了材料的晶体结构、化学成分、微观形貌特征。电化学性能测试表明:纳米二氧化锰花球具... 利用高锰酸钾与乙醇之间的氧化还原反应,在多孔石墨烯表面沉积纳米二氧化锰花球,获得了一种新型的复合电极材料。通过XRD,TG,SEM,TEM等分析手段确定了材料的晶体结构、化学成分、微观形貌特征。电化学性能测试表明:纳米二氧化锰花球具有优异的比电容,但是倍率性能和循环性能不足。通过在石墨烯表面负载纳米二氧化锰花球,能够显著增加石墨烯的比电容,同时改善纳米二氧化锰花球的倍率性能和循环性能。采用0.5mol/L K_2SO_4电解液,进行三电极循环伏安测试,复合电极材料在2mV·s^(-1)扫速下的比电容高达295F·g^(-1),在1000mV·s^(-1)扫速下,比电容仍然可达102F·g^(-1),同时100mV·s^(-1),1000次循环后,电容循环保持率可达96.3%。这表明石墨烯负载花球状二氧化锰材料是一种极具潜力的超级电容器电极材料。 展开更多

关键词 二氧化锰 纳米花球 超级电容器 储能电极材料

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拉曼光谱在石墨烯聚合物纳米复合材料中的应用 被引量：4

6

作者 郝思嘉 李哲灵 +4 位作者 任志东 田俊鹏 时双强 邢悦 杨程 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期45-60,共16页

拉曼光谱不仅能够用于确定石墨烯的物理性质、缺陷程度及层数等,也逐渐发展成为研究石墨烯聚合物复合材料重要的分析表征工具。石墨烯拉曼特征峰可用于对复合材料中石墨烯进行二维及三维的拉曼成像,从而获得石墨烯的分散状态。石墨烯拉... 拉曼光谱不仅能够用于确定石墨烯的物理性质、缺陷程度及层数等,也逐渐发展成为研究石墨烯聚合物复合材料重要的分析表征工具。石墨烯拉曼特征峰可用于对复合材料中石墨烯进行二维及三维的拉曼成像,从而获得石墨烯的分散状态。石墨烯拉曼特征峰的位移能够灵敏地反映石墨烯的形变程度,从而定量地评估复合材料中石墨烯与聚合物分子之间的相互作用、计算石墨烯的有效杨氏模量以及确定石墨烯的空间取向。本文综述了拉曼光谱在石墨烯聚合物复合材料领域的应用研究,介绍了拉曼光谱技术在石墨烯聚合物复合材料领域的最新研究进展,如石墨烯复合材料的微观变形机理、石墨烯与聚合物基体之间的应力转移效率、影响材料性能的关键性因素等。石墨烯聚合物复合材料的拉曼光谱研究目前仍以模型化复合材料为主要研究对象,而且聚合物基体的荧光效应也会在一定程度上限制拉曼光谱的应用。针对于此,可适当提高激发光的功率而产生一些非线性效应,以大幅增大拉曼光强度,从而使拉曼光谱技术在石墨烯聚合物复合材料领域中得到更广泛的应用。 展开更多

关键词 石墨烯 纳米复合材料 拉曼光谱 分散性 力学性能

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还原氧化石墨烯吸波性能及宽频优化

7

作者 褚海荣 周梦雨 +1 位作者 时双强 任素娥 《材料工程》 北大核心 2025年第3期117-124,共8页

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,然后通过高温热处理制备大片径还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)吸波剂,并研究了不同含量及叠加层数的rGO材料的吸波性能。计算结果表明,随着rGO含量的增加,吸波性能先增强后减弱。当rG... 采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,然后通过高温热处理制备大片径还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)吸波剂,并研究了不同含量及叠加层数的rGO材料的吸波性能。计算结果表明,随着rGO含量的增加,吸波性能先增强后减弱。当rGO质量分数为1.0%,厚度为2.2 mm时,有效吸收带宽(effective absorption bandwidth,EAB,≤-10 dB)为5.4 GHz(12.0~17.4 GHz);当rGO含量为1.5%,厚度为1.8 mm时,有效吸收带宽为5.0 GHz(13.0~18.0 GHz)。为了克服单层rGO吸波材料EAB窄的缺点,以不同含量rGO吸波材料为材料库,采用改进的遗传算法优化多层叠加rGO吸波材料EAB。经优化后多层rGO吸波材料的EAB有了大幅提升,尤其当层数为3层,厚度为3.94 mm时,多层吸波材料具有最宽的EAB,达到11.5 GHz(6.5~18.0 GHz)。该研究进一步提高了rGO宽频吸波性能,具有重要的科学意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 还原氧化石墨烯 吸波 宽频优化 遗传算法

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石墨烯添加量对铜基复合材料性能的影响 被引量：18

8

作者 李秀辉 燕绍九 +2 位作者 洪起虎 赵双赞 陈翔 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期11-17,共7页

采用一步化学还原法结合放电等离子烧结工艺制备石墨烯增强铜基复合材料,利用XRD、SEM、拉曼光谱、拉伸试验机、纳米压痕仪、涡流电导率仪等研究石墨烯含量对复合材料微观组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:石墨烯在复合材料基... 采用一步化学还原法结合放电等离子烧结工艺制备石墨烯增强铜基复合材料,利用XRD、SEM、拉曼光谱、拉伸试验机、纳米压痕仪、涡流电导率仪等研究石墨烯含量对复合材料微观组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明:石墨烯在复合材料基体中均匀分布,石墨烯的添加能显著增强铜基体的力学性能。与纯铜相比,添加0.025%(质量分数)的氧化石墨烯,可使其屈服强度提高219.8%,抗拉强度提高35.9%,弹性模量提高6.9%,此外,其导电率仍有93.1%IACS。随着石墨烯含量的增加,复合材料的屈服强度、抗拉强度及弹性模量均有所下降,这是因为高石墨烯含量复合粉体中部分石墨烯纳米片未能被铜颗粒包覆,其与铜基体界面结合强度低,石墨烯的剪切应力转移强化效果降低。 展开更多

关键词 石墨烯 铜基复合材料 一步化学还原 力学性能 界面结合

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磷酸铁锂/石墨烯复合材料的合成及电化学性能 被引量：15

9

作者 南文争 燕绍九 +3 位作者 彭思侃 张晓艳 刘大博 戴圣龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期43-50,共8页

采用研磨、超声分散与搅拌干燥的工艺方法制备磷酸铁锂/石墨烯复合材料。利用TEM,SEM,XRD和Raman对材料组织结构进行表征,并组装成扣式电池进行电化学性能测试。SEM图像表明,在该工艺所制备的磷酸铁锂/石墨烯复合材料中,石墨烯贴附在磷... 采用研磨、超声分散与搅拌干燥的工艺方法制备磷酸铁锂/石墨烯复合材料。利用TEM,SEM,XRD和Raman对材料组织结构进行表征,并组装成扣式电池进行电化学性能测试。SEM图像表明,在该工艺所制备的磷酸铁锂/石墨烯复合材料中,石墨烯贴附在磷酸铁锂颗粒表面,并且均匀地分散在复合材料中形成良好的导电网络。电化学测试结果显示,添加2%(质量分数)石墨烯后,磷酸铁锂的倍率性能和循环性能都得到明显提高。具体表现为:倍率性能方面,在5C充放电条件下,放电比容量提高到94.2mAh·g^(-1),是添加前的2.53倍;循环性能方面,100次循环(1C充放电)后容量衰减由添加前的43.5%下降到添加后的9.6%。这种简便的工艺能够实现石墨烯在电极材料中的均匀分散,充分发挥石墨烯优异的导电性,进而提升磷酸铁锂正极材料电化学性能。 展开更多

关键词 磷酸铁锂/石墨烯复合材料 电化学性能 倍率性能 循环性能

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锌离子电容器正极材料研究进展 被引量：1

10

作者 王超君 王楠 +7 位作者 陈翔 王继贤 彭思侃 王晨 齐新 刘佳让 戴圣龙 燕绍九 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期51-59,共9页

作为新型储能设备,水系锌离子电容器具有高功率密度、大能量密度、长循环寿命和高安全性等优异性能,在民用电子设备和军用电气化武器装备领域具有极高的应用前景,有望成为代替锂离子电池的新一代储能方案。本文系统梳理了活性炭正极材... 作为新型储能设备,水系锌离子电容器具有高功率密度、大能量密度、长循环寿命和高安全性等优异性能,在民用电子设备和军用电气化武器装备领域具有极高的应用前景,有望成为代替锂离子电池的新一代储能方案。本文系统梳理了活性炭正极材料、碳纳米管正极材料、石墨烯正极材料和生物质碳正极材料等碳基正极材料的储锌能力,总结了MXene正极材料在锌离子电容器领域的研究进展,归纳了过渡金属氧化物正极材料的锌离子储存性能,指出开发高容量、耐高压、耐低温正极材料的必要性与紧迫性。 展开更多

关键词 锌离子电容器 超级电容器 正极材料 水系储能 发展趋势

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高浓度石墨烯水分散液的制备与表征 被引量：12

11

作者 王晨 燕绍九 +2 位作者 南文争 王继贤 彭思侃 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期56-63,共8页

利用高压均质液相剥离法,以鳞片石墨为原料,水为介质,制备高浓度石墨烯水分散液。采用紫外可见光谱研究表明活性剂浓度、高压均质压力和循环次数对石墨烯水分散液浓度C_G的影响。通过拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、激光粒度仪分析水分... 利用高压均质液相剥离法,以鳞片石墨为原料,水为介质,制备高浓度石墨烯水分散液。采用紫外可见光谱研究表明活性剂浓度、高压均质压力和循环次数对石墨烯水分散液浓度C_G的影响。通过拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、激光粒度仪分析水分散液中石墨烯的结构和形貌。结果表明:通过调节各工艺参数,获得了浓度为324.3mg·L^(-1)的石墨烯水分散液,所得浓度是超声液相剥离法的10倍;石墨烯水分散液中石墨烯缺陷少、厚度薄、片径大,具有良好的品质;将所得石墨烯分散液制备石墨烯自支撑膜,其电导率可达3.2×10~4S·m^(-1)。 展开更多

关键词 鳞片石墨 高压均质液相剥离 石墨烯水分散液 高浓度

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表面活性剂对高浓度石墨烯水分散液制备的影响 被引量：11

12

作者 王晨 燕绍九 +1 位作者 南文争 陈翔 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期50-56,共7页

分别选取阴离子型、阳离子型和非离子型3种类型表面活性剂,通过紫外可见光谱研究表面活性剂结构和浓度对高压均质-液相剥离法制备的石墨烯水分散液浓度的影响。通过高分辨透射电镜和激光粒度仪对所制备的石墨烯的品质进行分析。结果表明... 分别选取阴离子型、阳离子型和非离子型3种类型表面活性剂,通过紫外可见光谱研究表面活性剂结构和浓度对高压均质-液相剥离法制备的石墨烯水分散液浓度的影响。通过高分辨透射电镜和激光粒度仪对所制备的石墨烯的品质进行分析。结果表明:长的疏水链段、双键和苯环官能团是促进表面活性剂作用发挥的关键结构,表面活性剂最优浓度略高于其临界胶束浓度。在测试范围内,Tween80效果最佳,其最佳作用浓度为0.012mmol·L^-1,所得石墨烯水分散液浓度为564.3mg·L^-1。表面活性剂的结构和浓度对石墨烯的品质无明显影响。 展开更多

关键词 表面活性剂 结构 浓度 石墨烯水分散液

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聚合物固态电解质在锂硫电池中的应用 被引量：5

13

作者 王晨 彭思侃 +1 位作者 王楠 燕绍九 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期65-70,共6页

采用微观和宏观包覆两种方式制备聚合物固态电解质包覆的硫@碳纤维复合固态电极,利用扫描电镜、元素分析和电化学测试表征电极的微观形貌,研究相应锂硫电池的电池性能。结果表明:微观的聚合物固态电解质包覆活性材料的电极结构有利于离... 采用微观和宏观包覆两种方式制备聚合物固态电解质包覆的硫@碳纤维复合固态电极,利用扫描电镜、元素分析和电化学测试表征电极的微观形貌,研究相应锂硫电池的电池性能。结果表明:微观的聚合物固态电解质包覆活性材料的电极结构有利于离子传输;电极表面宏观构建一层聚合物固态电解质薄膜有助于改善电极的循环稳定性,抑制穿梭效应;利用膜电极结构组装的全固态锂硫电池具有良好的循环性能,循环270次后库仑效率仍保持98%以上。 展开更多

关键词 聚合物固态电解质包覆电极 锂硫电池 全固态电池 循环性能

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石墨烯/超高温陶瓷复合材料研究进展 被引量：3

14

作者 邢悦 孙川 +3 位作者 何鹏飞 胡振峰 任素娥 梁秀兵 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2734-2745,共12页

超高温陶瓷材料耐温性能优异,但本征脆性和较差的抗热冲击性能一直都是限制其进一步工程应用的主要障碍。石墨烯作为一种碳原子排列成蜂窝结构的二维纳米材料,具有优异的力学、电学和热学性能,常被作为添加相来改性陶瓷基体,使其成为陶... 超高温陶瓷材料耐温性能优异,但本征脆性和较差的抗热冲击性能一直都是限制其进一步工程应用的主要障碍。石墨烯作为一种碳原子排列成蜂窝结构的二维纳米材料,具有优异的力学、电学和热学性能,常被作为添加相来改性陶瓷基体,使其成为陶瓷复合材料中理想的增韧材料,实现复合材料的功能化和结构化。本文对石墨烯/超高温陶瓷基复合材料的制备工艺、仿生构筑、微观形貌、宏观性能等方面的研究成果进行了全面的综述,着重论述了石墨烯对超高温陶瓷基体的增韧作用效果及机理、热学性能、抗热震性能、抗氧化性能的影响,并对目前面临的挑战和未来发展进行展望。 展开更多

关键词 石墨烯 超高温陶瓷复合材料 力学性能 抗热震性能 抗氧化性能

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锂氟化碳电池用新型高比容量复合正极材料 被引量：4

15

作者 彭思侃 王晨 +1 位作者 王楠 燕绍九 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期59-64,共6页

采用提高正极材料比容量以改善大电流放电性能的思路,设计新型高比容量复合正极材料,并通过研磨分散结合融化扩散热处理方法制备氟化碳-硫复合正极材料。电化学测试分析表明新型复合材料可以实现同步改善容量和大电流放电性能,同时具有... 采用提高正极材料比容量以改善大电流放电性能的思路,设计新型高比容量复合正极材料,并通过研磨分散结合融化扩散热处理方法制备氟化碳-硫复合正极材料。电化学测试分析表明新型复合材料可以实现同步改善容量和大电流放电性能,同时具有二次可逆循环充放电能力。研究结果表明:氟化碳-硫复合正极材料的能量密度和功率密度性能具有突出优势,在不同电流密度下均可实现显著的提升,相比纯氟化碳材料的能量密度和功率密度最高可分别提升 433%和 10.7%。 展开更多

关键词 复合正极材料 氟化碳 硫 高能量密度 高功率密度

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δ-MnO_2纳米片的制备、表征及电化学性能 被引量：3

16

作者 陈翔 燕绍九 +4 位作者 王楠 彭思侃 王晨 吴广明 戴圣龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期49-55,共7页

分别采用醋酸锰和乙醇还原高锰酸钾,制备2种超薄δ-MnO_2纳米片电极材料(δ-MnO_2-A与δ-MnO_2-B)。通过XRD、XPS、SEM/TEM、比表面积分析等手段研究材料的晶体结构、化学成分、微观形貌和孔径分布特征。电化学性能测试表明:2种材料具... 分别采用醋酸锰和乙醇还原高锰酸钾,制备2种超薄δ-MnO_2纳米片电极材料(δ-MnO_2-A与δ-MnO_2-B)。通过XRD、XPS、SEM/TEM、比表面积分析等手段研究材料的晶体结构、化学成分、微观形貌和孔径分布特征。电化学性能测试表明:2种材料具有相似的比电容和倍率性能。但是相比于δ-MnO_2-A,电极材料δ-MnO_2-B具有更高的钾含量和锰空位含量,片层状结构更加清晰、稳定,因而充放电循环稳定性更好。在0.5mol/L Na_2SO_4电解液中,1mV·s^(-1)扫描速率下δ-MnO_2电极材料的比电容可达227F·g^(-1)。100mV·s^(-1)扫描速率、5000次循环后,电容保持率为87.6%。 展开更多

关键词 二氧化锰 层状纳米片 超级电容器 诸能电极材料

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