利用石墨烯智能混凝土棱柱体试块,在其中埋置电极形成沿受力方向、正交于受力方向和斜交于受力方向的电极对,在施加弹性阶段的循环荷载情况下,测试其不同方向的电阻变化趋势,对照该方向的应变变化规律,总结石墨烯智能混凝土在不同方向上的压敏响应特征。结果表明,沿受力方向、正交方向和斜交方向的电阻变化规律相似,都随压力的增加而减小,随压力的释放而增加,电阻变化率都在8%左右,这说明它们主要受体积变化的控制,然而,正交于受压方向的压敏性能也受泊松比的影响,使其电阻变化幅度变小,为7.16%。用体积变化率和应变率共同构建的压敏特征模型方程能统一描述三个方向的电阻变化率。

本文针对石墨烯增强复合材料悬臂板的气动颤振特性及振动控制问题开展了研究.利用Halpin-Tsai及混合率计算了石墨烯增强复合材料的等效材料参数,运用经典板理论、第二类压电方程和Hamilton原理得到了结构的运动控制方程.通过Rayleigh-Ritz法计算了石墨烯增强复合材料悬臂板的固有频率,探究了XGPLs,U-GPLs和O-GPLs三种不同石墨烯分布类型以及不同石墨烯增强体质量分数对结构固有频率及无量纲临界颤振气动压力的影响.同时,通过加速度反馈控制和位移反馈控制对结构气动颤振的控制效果进行了分析.数值模拟的结果表明随着石墨烯增强体质量分数的增加,石墨烯增强复合材料板的固有频率和无量纲颤振气动压力增加,X-GPLs分布对结构刚度和气动稳定性的提升效果优于U-GPLs分布和O-GPLs分布.加速度反馈控制和位移反馈控制都可以有效地抑制结构的气动颤振,提高结构

自从石墨烯被发现以来,机械解理技术已经成为制备高质量二维材料的重要方法之一,在二维材料本征物性的研究方面展现出了独特的优势.然而传统机械解理方法存在明显的不足,如制备效率低、样品尺寸小等,阻碍了二维材料领域的研究进展.近些年我们在机械解理技术方面取得了一系列的突破,独立发展了一套具有普适性的新型机械解理方法.这种新型机械解理方法的核心在于通过改变解理过程中的多个参数,增强层状材料与基底之间的范德瓦耳斯相互作用,从而提高单层样品的产率和面积.本文着重以石墨烯为例,介绍了该技术的过程和机理.相比于传统机械解理方法,石墨烯的尺寸从微米量级提高到毫米量级,面积提高了十万倍以上,产率大于95%,同时石墨烯依然保持着非常高的质量.这种新型机械解理方法具有良好的普适性,目前已经在包括MoS2, WSe2, MoTe2, Bi2212等

改善加工过程润滑条件是延缓刀具磨损的重要途径。将石墨烯作为3034水基半合成切削液的添加剂,研究石墨烯悬浮切削液的硬质合金-钢材料摩擦学性能,研究对象是由硬质合金YG8制备的金属球和由45#钢制备的圆盘形试件;采用球-盘摩擦副接触方式在摩擦磨损试验机上进行试验,测定了质量分数为0.1%~0.9%的石墨烯悬浮切削液的平均摩擦特性和摩擦系数;采用激光共聚焦显微镜对磨痕轮廓进行提取,并得出磨损定量评价指数,并用扫描电镜和拉曼光谱仪对磨痕进行磨损机理分析;进行切削实验来分析石墨烯悬浮切削液对切削性能指标的改善情况。实验分析结果表明石墨烯悬浮切削液能明显改善硬质合金-45#钢之间的润滑条件,摩擦系数和磨损率显著下降,采用不同质量分数石墨烯悬浮切削液的平均摩擦系数较原半合成切削液下降12.9%~57.3%,磨损率下降33.82%,同时切削合力

采用CETR UMT-2摩擦磨损试验机考察不同质量配比的石墨烯和聚四氟乙烯（PTFE）微粉作为润滑油添加剂时65Mn弹簧钢的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜、三维形貌仪、拉曼光谱等表征手段观察和分析磨痕形貌及化学成分,探究石墨烯和聚四氟乙烯润滑下的摩擦磨损机制。实验结果表明：相对单纯石墨烯添加剂,其与聚四氟乙烯微粉混合后具有更优异的减摩抗磨性能。当石墨烯与聚四氟乙烯微粉质量配比为6∶4时,平均摩擦因数相比于单纯石墨烯低了44.3%,磨损率降低了77.75%。在含石墨烯和聚四氟乙烯微粉的润滑油润滑下,65Mn弹簧钢磨损机制主要表现为磨粒磨损。

石墨烯由于其独特的层状结构与滑移特性,可以加入润滑油中作为固体润滑添加剂来改善润滑性能,满足不断强化的柴油机对高性能润滑油的需求。通过液相等离子方法制备了1 nm左右的石墨烯薄片,并运用超声振荡分散法以质量分数0.05%加入RP-4652D润滑油中,采用往复式活塞环-气缸套摩擦磨损试验机,研究了温度对石墨烯润滑油添加剂摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:当试验温度为150℃,180℃,210℃时,加入石墨烯润滑油的摩擦系数比未加入石墨烯润滑油时分别降低了10.8%,6.1%,8.8%,气缸套磨损量分别降低了14.0%,7.9%,6.0%;随着试验温度升高,两种润滑油对应气缸套表面珩磨纹逐渐减少,但石墨烯润滑油对应气缸套磨损表面的珩磨纹路保持程度比未加入石墨烯润滑油对应气缸套的好;未加入石墨烯润滑油的气缸套珩磨平台和沟槽内都存在S,P,Zn等摩擦化学反应物成分,而加入

有减摩、抗磨和修复功能的新型纳米润滑材料,是近年来摩擦与润滑领域研究的热点,也是微纳米材料与润滑剂相结合的切入点。从石墨烯这种碳基纳米材料入手,研究其作为润滑油添加剂的摩擦学性能。在研究中,用十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化石墨来进行实验。基础油中添加石墨烯的质量分数分别是0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,对这5组润滑油以及基础油进行摩擦学实验发现：在不添加石墨烯时,基础油的摩擦因数要大于其他5组有石墨烯添加剂的润滑油,而石墨烯质量分数为0.2%和0.3%的润滑油的摩擦因数则一直平稳地保持在比较低的区间。由此得出结论：基础油中添加石墨烯后,润滑性能得到改善,且最佳添加浓度为0.3%左右。

石墨烯是碳六元环组成的蜂窝状晶体,在电学、力学、光学等方面有优良性能。文中采用氧化法制备多层石墨烯,得到含有多种含氧基团的氧化石墨烯。氧化过程使石墨的结构发生各种的变化,层间距增大。利用XRD衍射仪、红外光谱衍射仪、透射电... 展开更多