燕绍九
,
陈翔
,
洪起虎
,
王楠
,
李秀辉
,
赵双赞
,
南文争
,
杨程
,
张晓艳
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.3.007
石墨烯以其优异力学、物理性能以及独特二维结构成为铝基复合材料的理想纳米增强相.金属基纳米复合材料制备技术快速发展,促进了石墨烯增强铝基纳米复合材料在结构和功能材料领域中的广泛研究.石墨烯在铝基体中的分散以及石墨烯/铝的界面控制问题具有重要科学研究和工程应用价值.重点介绍石墨烯增强铝基纳米复合材料最新研究进展,主要包括石墨烯增强铝基纳米复合材料的分散和冶金成型技术及其结构表征和力学性能研究.实验表明石墨烯能够显著提高铝基体力学性能,但作者认为通过优化工艺参数、改善微观结构和控制结合界面能够进一步优化材料性能.此外,为实现工程应用,还需加强石墨烯增强铝基复合材料的腐蚀性能和热、电性等物理性能研究,并突破材料的低成本、大规模制备技术.本文还基于石墨烯独特二维结构和表面状态,对石墨烯的增强增韧机制进行了深入讨论.
关键词:
石墨烯
,
铝基纳米复合材料
,
制备工艺
,
力学性能
,
分散工艺
,
界面结合
,
增强机制
杨程
,
成波
,
滕乐金
,
王锦鹏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.05.008
采用简单的水溶液法自组装合成了金的十二烷基硫醇纳米粒子,并用透射电子显微镜(TEM)对其微观结构形貌进行观察,发现形成一种核壳结构材料(记为Au@S-R12).红外光谱(IR)证实烷基硫醇有机层已与金核相连.X射线光电子能谱分析(XPS)表明金的表面已附着了硫元素.同时还对其热性能和光性能分别做了热失重分析(TGA)和紫外-可见光谱测试.通过溶液浇注和热压成型工艺制备了Au@S-R12/聚合物复合材料,并对其介电性能进行分析,结果表明:Au@S-R12/PS复合材料在低频时具有超高的介电常数,这归因于烷基硫醇有机层有良好的电子阻隔性.
关键词:
金
,
烷基硫醇
,
自组装
,
复合材料
,
介电性能
杨程
,
刘大博
,
成波
,
南策文
功能材料
采用浓酸处理和高温快速热冲击的工艺制备了单层石墨.用高分辨透射电镜观察了其有序的微观结构,并做了选区电子衍射分析.使用热压成型的工艺制备了单层石墨/聚苯乙烯(PS)复合材料.介电性能测试表明该复合材料的渗流阈值仅为0.1%(质量分数),这样低的渗流阈值有利于使用该类材料的电容器向微型、轻质发展.同时还发现,采用电场诱导和不施加电场的情况下制备的单层石墨/聚苯乙烯复合材料的介电性能有较大区别.
关键词:
石墨
,
介电性能
,
纳米复合材料
,
电场诱导
章建军
,
杨程
,
刘晓平
,
马幼平
材料热处理学报
HRTEM观察到45钢冲击磨损表面的非晶-纳米晶混合组织由几个纳米的晶粒和非晶组成,而沿着裂纹表面有非晶呈带状分布。热力学计算表明,在冲击载荷下可能存在一种新的非晶形成机理,非晶可由纳米晶粒转化而来,而裂纹表面是非晶形成的优先位置,与观察结果相符,且界面能在非晶转变中起到主要作用。计算结果还表明材料内部也可形成非晶,但阻力较大。而不经由纳米晶直接由高密度位错区形成非晶则非常困难。
关键词:
非晶
,
纳米晶
,
界面能
,
高密度位错
燕绍九
,
杨程
,
洪起虎
,
陈军洲
,
刘大博
,
戴圣龙
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.04.001
采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金.首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度.利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能.结果表明:石墨烯纳米片均匀分布在铝合金基体中,与基体形成良好的结合界面,且石墨烯纳米片与铝合金基体未发生化学反应,并保留了原始的纳米片结构;铝基烯合金中石墨烯纳米片含量为0.3％(质量分数)时,铝基烯合金的平均屈服强度和抗拉强度分别达到322MPa和454MPa,较未添加石墨烯纳米片的合金分别提高58％和25％,且伸长率略有提高.基于石墨烯纳米片特殊的二维褶皱结构,讨论铝基烯合金的增强增韧行为.
关键词:
石墨烯纳米片
,
铝基纳米复合材料
,
力学性能
,
增强增韧行为
洪起虎
,
燕绍九
,
杨程
,
张晓艳
,
戴圣龙
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.09.001
采用球磨和真空热压烧结方法成功制备氧化石墨烯/铜复合材料.利用OM,SEM,XRD,显微硬度计和电子万能试验机等分析球磨后的复合粉形貌,研究氧化石墨烯添加量对复合微观结构及力学性能的影响.结果表明:制备的氧化石墨烯/铜基复合材料组织致密,氧化石墨烯以片状形态较均匀地分布在铜基体中,并与铜基体形成良好的结合界面.氧化石墨烯质量分数为0.5％时,复合材料的综合力学性能较好,显微硬度和室温压缩强度分别为63HV和276MPa,相对于纯铜基体分别提高了8.6％和28％.其强化机理为剪切应力转移强化、位错强化和细晶强化.
关键词:
氧化石墨烯/铜基复合材料
,
真空热压烧结
,
微观结构
,
力学性能
崔春娟
,
杨猛
,
杨程
,
薛添
,
田露露
,
问亚岗
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.016
采用电子束悬浮区熔定向凝固技术制备了Ni-Ni3Si共晶自生复合材料,在稳态晶体生长区,采用零功率法获取了不同凝固速率的固-液界面.研究表明,随凝固速率的增大,固-液界面的形态发生了明显的变化.在凝固速率较低时,固-液界面基本保持平界面,形成的是规则的层片状共晶组织.随凝固速率的增大,成分过冷增大,平界面失稳,凝固组织的规则性也降低.此外,根据M-S界面稳定性判据,计算了不同凝固速率不同干扰波长对固-液界面稳定性的影响,理论计算与实验结果基本吻合.
关键词:
定向凝固
,
电子束悬浮区熔
,
凝固速率
,
固-液界面
,
成分过冷
崔春娟
,
薛添
,
杨程
,
杨猛
,
田露露
,
问亚岗
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.08.035
采用HRTEM研究了Ni-Si共晶的位向关系及相界面的微观结构.研究表明共晶体之间的位向关系为(111)Ni∥(111)Ni3Si且[110]Ni∥[211]Ni3Si.它们之间形成这样的位向关系符合界面能量最低原则,使材料性能达到最优状态.两相在?111?向的错配度为5%,界面产生错配位错来吸纳相界面两侧的错配,两相界面为半共格界面.
关键词:
定向凝固
,
布里奇曼
,
位向关系
,
晶格错配度
,
高分辨透射电镜
杨程
,
陈宇滨
,
田俊鹏
,
郝思嘉
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.3.006
石墨烯以其优异的物理化学性能,近年来受到了学术和产业界的广泛关注.将石墨烯进行功能化,可改善石墨烯的分散性,并且能根据需求对石墨烯的物理化学性能进行针对性地优化,因而赋予石墨烯更广泛的用途,因此,功能化石墨烯成为石墨烯研究领域的热点之一.综述功能化石墨烯的最新进展,从共价结合和非共价结合两个方面阐述了其制备的方法,叙述近年来功能化石墨烯在复合材料、储能材料、光电材料、催化材料、环境净化、生物及传感材料等领域的应用研究进展.总结出功能化石墨烯的特点,即大多数活性基团搭载到石墨烯的表面上都能活跃地展现其应用性能.功能化石墨烯未来的研究方向主要是判定和控制石墨烯表面引入功能化物质的量的“定量”问题和精确在石墨烯表面选择功能化的位点并进行精细化学结构设计的“定位”问题..
关键词:
石墨烯
,
功能化石墨烯
,
共价修饰
,
非共价修饰
,
应用研究
赵天宇
,
杨程
,
宋洪松
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.09.013
采用改进的Hummers法对不同尺寸的天然石墨进行氧化处理,水合肼还原获得石墨烯.利用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)等对天然石墨、氧化石墨和石墨烯的化学结构、光谱学及结晶性进行表征.结果表明:天然石墨被充分氧化为氧化石墨,氧化石墨被还原为完美的石墨烯;天然石墨尺寸越小,氧化程度越大,氧化石墨的层间距越大;氧化石墨的D峰和G峰的强度比ID/IG与天然石墨尺寸大小成正比;与同尺寸的氧化石墨相比,石墨烯的ID/IG值比氧化石墨的大,说明石墨烯中sp2杂化碳层平面的平均尺寸小于氧化石墨的平均尺寸,新生成的石墨化区域被一些缺陷分割成尺寸更小的sp2杂化区域.
关键词:
石墨烯
,
性能
,
X射线衍射
,
拉曼
,
红外
