电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究

	电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究
	孙鹏 1; 朱亮1 ; 靳鹏程 2; 张爱华2 ; 王旭东 3; 周辉1 ; 郭宁 1
	2024-02-20
发表期刊	电焊机
ISSN	1001-2303
卷号	54 期号:02 页码:17-23
摘要	石墨烯与金属粉末混合后容易团聚，不能有效均匀分散，无法充分发挥其优异特性。为解决石墨烯在复合材料中的团聚问题，采用自主研制的电爆设备制备了石墨烯气溶胶，将其与铜粉混合得到石墨烯/铜复合粉体，并制备出石墨烯/铜复合涂层。使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）对石墨烯气溶胶及复合材料进行表征分析，并测试涂层的硬度和耐磨性。结果表明，电爆法制备的石墨烯主要为小片径石墨烯，片径尺寸为5～40 nm，层数为3～7层。在浓度0.875 mg/L的石墨烯气溶胶中，衬底放置时间少于10 min时，单个的小片径石墨烯片碰撞吸附在衬底上，未发现凝并后的石墨烯气溶胶凝胶；衬底放置时间超过10 min后，许多小片径石墨烯堆叠在一起，形成石墨烯气溶胶凝胶，且衬底放置时间越长，凝并越严重，石墨烯气溶胶凝胶团也在不断长大。石墨烯/铜复合粉体中小片径石墨烯均匀吸附在铜粉表面，制备出的复合涂层其表面C元素分布均匀，有效解决了团聚问题。0.5 wt.%石墨烯/铜涂层平均硬度为74.8 HV0.05、摩擦系数为0.18，与纯铜涂层相比均有不同程度的提升。结果表明，电爆法制备的石墨烯气溶胶可用于制备石墨烯/铜复合涂层，提高涂层的硬度和耐磨性。该方法有望为制备高性能石墨烯/金属复合材料提供新的途径。
关键词	电爆法石墨烯气溶胶石墨烯/铜复合粉体石墨烯/铜复合涂层耐磨性
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语种	中文
资助项目	国家自然科学基金（51765038）;甘肃省2022年度优秀研究生“创新之星”项目（2022CXZX-395）
中图分类号	TG174.4;TQ127.11
原始文献类型	学术期刊
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/169769
专题	材料科学与工程学院电气工程与信息工程学院
通讯作者	朱亮
作者单位	1.兰州理工大学材料科学与工程学院; 2.兰州理工大学电气工程与信息工程学院; 3.兰州工业学院材料工程学院
第一作者单位	材料科学与工程学院
通讯作者单位	材料科学与工程学院
第一作者的第一单位	材料科学与工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	孙鹏,朱亮,靳鹏程,等. 电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究[J]. 电焊机,2024,54(02):17-23.
APA	孙鹏.,朱亮.,靳鹏程.,张爱华.,王旭东.,...&郭宁.(2024).电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究.电焊机,54(02),17-23.
MLA	孙鹏,et al."电爆法制备石墨烯及其铜基复合涂层的性能研究".电焊机 54.02(2024):17-23.