当前位置:首页>行业资讯>天大与华中科技合作《自然·通讯》:基于letou真人的三维石墨烯强化铜基复合材料
发布日期:2020-6-23 来源:石墨烯联盟
本文要点:一种基于letou真人的方法,制备用于高性能先进结构材料的3D石墨烯状纳米片网络/铜(3D-GLNN / Cu)复合材料。
在能源,运输,航空和安全等关键领域的全球需求的推动下,对高性能新型结构材料的需求已大大增加,以实现更广泛的性能。这些材料不仅将被设计为具有更轻的重量,更强和更强的机械性能的专业化材料,而且还将展示其他功能性作用,包括导电,传导热量,存储能量或感测外部刺激。寻找新材料以促进技术发展的努力。
本文, 天津大学材料学院何春年教授团队与华中科技大学机械学院朱福龙教授团队 (同为通讯作者)在《 Nature Communications 》期刊发表名为“ A powder-metallurgy-based strategy toward three-dimensional graphene-like network for reinforcing copper matrix composites”的论文, 研究提出 一种基于letou真人的策略,用于制造用于高性能先进结构材料的3D石墨烯状纳米片网络/铜(3D-GLNN / Cu)复合材料 。 其中 铜粉上的类似石墨烯纳米片 (GLNs) 常压快速热退火(RTA)的生长及以及随后的反应性热压工艺。 在热压过程中,由于GLN和Cu之间的热膨胀系数(CTE)-不匹配相关的热应力,直接焊接在Cu粉末上生长的GLN,从而在复合材料中构建3D互连石墨烯网络。
在复合材料中,3D-GLNN的高度互连特征不仅可以使其比复合材料中的2D隔离石墨烯具有更大的界面剪切应力,从而获得更好的载荷传递增强能力和显着更高的增强效率,而且还大大减少了电子散射在界面区域,并在整个矩阵中构建广泛的导电路径,以进行电子传输。结果,3D-GLNN / Cu复合材料同时具有优越的机械性能,导电性和导热性,有潜力满足许多特殊应用,例如轻型宏观导体和电子产品中的散热器。
图1:制造过程的示意图。
图2:复合粉末和块状材料的表征。
图3:热压过程中的结构演变
图4:石墨烯状纳米片之间焊接的MD模拟。
图5:典型的微观结构和性能。
图6:3D石墨烯/ Cu和2D石墨烯/ Cu的比较。
综上所述,利用基体与增强材料之间的CTE失配所引起的热应力,通过简便且可扩展的热压工艺制备了具有紧密焊接石墨烯结构的新型连续三维类石墨烯网络/铜复合材料。该方法可扩展到由二维材料(h-BN,过渡金属硫化物或氧化物)及其增强的金属基复合材料(Cu,Mg,Al,Ti,等)以用于潜在的结构和功能应用。
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