负载镍粒子石墨烯及其增强的镍基复合材料的研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanxianzhi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用水热法合成了负载镍粒子石墨烯(Ni-doped graphene)复合粉末,并通过粉末冶金法制备了负载镍石墨烯增强镍基块体复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对负载镍粒子石墨烯复合粉末进行表征。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对负载镍石墨烯增强镍基复合材料进行分析,并对其密度和硬度进行了测试。通过以上研究,可得到以下结论。(1)采用镍粒子前驱体NiSO4·6H2O和水合肼,水浴锅中成功合成了负载镍粒子石墨烯,随着镍粒子前驱体NiSO4·6H2O的增加,石墨烯片层间负载的镍粒子数量随之增多,对阻碍石墨烯片的团聚作用先增强后减弱。对比水合肼,抗坏血酸和硼氢化钠三种还原剂,水浴锅和反应釜两种还原方式,采用还原剂水合肼和水浴锅反应合成负载镍石墨烯最好。(2)采用三种镍粒子前驱体NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O和水合肼,在水浴锅中成功合成了负载镍粒子石墨烯,采用Ni(NO3)2·6H2O合成的球形的镍粒子在石墨烯片层间均匀分布,有效地阻碍石墨烯的团聚,合成的负载镍粒子石墨烯效果最好。还原反应后氧化石墨烯表面的含氧官能团得到了有效的去除,氧化石墨烯氧含量由28.98at%下降为12.35at%。(3)混粉后负载镍石墨烯在镍粉中分布均匀,负载的镍粒子在石墨烯片层间附着良好。随烧结温度的升高,负载镍石墨烯增强镍基复合材料镍晶粒发生粗化。当负载镍石墨烯添加量为0.5wt%,烧结温度为750℃时,负载镍石墨烯增强镍基复合材料致密度和硬度分别为99.88%和178HV。(4)随着镍粉粒径的增大,负载镍石墨烯增强镍基复合材料的密度随之增大,硬度随之减小。当镍粉粒度为50nm时,负载镍石墨烯增强镍基复合材料硬度达223HV。随着负载镍石墨烯的添加量逐渐增多,负载镍石墨烯增强镍基复合材料的致密度逐渐减小,硬度逐渐增大。当负载镍石墨烯添加量为3wt%时,镍基复合材料致密度和硬度分别为97.97%和196HV。
其他文献
本文针对硬质合金与钢高温焊接时WC易分解,出现η相,且市场上Ag-Cu基中温钎料含Ag量高,有Cd、Pd等不环保元素,加入较多Sn、In等降熔元素恶化加工性能和焊后接头力学性能等问题,以Ag-Cu基无Cd、Pd中温钎料为研究对象,对钎料配方进行设计旨在研发钎接YG16/45钢用中温钎料。采用快速凝固技术制备出了 Ag-Cu-Sn-Zn-Ni钎料合金箔,分析了钎料合金几种性能及组织,研究了合金元素Z
近年来,不锈钢的需求与日俱增,对不锈钢的质量也提出了更高要求,作为冶炼不锈钢的主要方法,真空吹氧脱碳法(Vacuum Oxygen Decarburization,VOD)开始在钢材生产企业中投入使用。VOD精炼炉冶炼不锈钢过程是一个典型的多输入、多输出、非线性的时变过程,也是一个复杂的多相火法冶金过程。VOD终点参数的准确预测控制是冶炼的主要控制目标。其中,终点碳含量和温度作为最为关键的参数,它
由于碳化钨具有高熔点(3410℃)、高硬度(17.8GPa)、良好的耐磨性和耐腐蚀性等特性,可作为增强相用于制备金属基复合材料,以延长材料的使用寿命。铁基表面复合材料更是由于其良好的力学性能和低成本而备受关注。本文通过“金属板材复合—原位反应”工艺,以高纯钨板和灰口铸铁(HT300)为原料,制备碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料。借助扫描电子显微镜、能谱分析仪、电子背散射衍射技术、X-射线衍射分析仪对
随着硬脆性材料在现代工业中的广泛应用,人们对其加工精度和加工表面完整性的要求随之增高,然而,硬脆性材料属于典型的难加工材料,在加工中容易出现破损或碎裂,且加工表面质量较差,加工效率低。超声振动辅助磨削技术是一种有效的硬脆性材料现代精密超精密加工技术,相比传统的磨削技术,它具有加工效率高,加工表面质量好等优点。但是,硬脆性材料的表面去除是一个非常复杂的过程,同时存在着脆性去除和塑性去除两种方式,涉及
在均质基体材料表面制备一层梯度增强层,即获得表面梯度复合材料实现成分和组织的梯度分布,可以使表面增强层与基体材料结合更好,提高材料的综合使用性能。表面梯度复合材料结构和性能的可控性使其广泛应用于航空航天、切割工具、冶金、矿山等领域,是一类非常有前景的新型复合材料。本文以纯钒和灰口铸铁为原料,利用金属钒的强碳化物形成特性,通过固相原位反应方法制备VCp/Fe表面梯度复合材料,对其原位反应过程、组织演
随着“智能制造”进程的加快以及市场激烈的竞争,印刷制造企业必须能够迅速响应市场多品种、小批量、短交期、定制化的印刷生产需求,可重构的印刷制造系统为实现这一目标提供了最佳方式。可重构制造系统既能快速重组或更新,及时调整单元的生产功能和能力以响应市场需求的变化,又能提高产品质量、降低成本、缩短交货周期,因此本课题以可重构印刷制造系统为研究对象,针对可重构印刷制造单元状态识别以及重构方案优选问题展开研究
作为一种新型的热电材料,ZnO具备良好的热稳定性和化学稳定性,其来源丰富且无污染,在中高温热电领域拥有广泛的应用前景。然而其热电性能相对于传统的热电材料有待提高。通常情况下可通过掺杂改变ZnO的微观组织调控电阻率与塞贝克系数来提高功率因子进而改善其热电性能。本文采用固相反应法制备了 Ga掺杂ZnO、Ti掺杂ZnO和Ga-Ti共掺杂ZnO,研究了其微观组织、电学性能与热电性能,探讨了微观组织与电学性
MoAlB相是一种新型的类MAX相,相关研究表明其具有良好的综合力学性能以及优异的高温抗氧化性能,于是MoAlB合金在高温结构材料和高温抗氧化材料等领域有着广阔的应用前景。因此,对MoAlB合金的制备及抗氧化机理等方面的研究显得迫切而重要。本研究首先采用机械合金化法制备不同配比的Mo-Al-B合金粉体(Mo:Al:B=1:1.2;1.3:1,at.%)并分析机械合金化时间对合金粉体的影响规律,然后
钢铁材料是工业、建筑等领域应用广泛的材料之一,但是每年因其强度和耐磨性差导致很多钢材失效,而制备陶瓷增强钢铁基复合材料是提高钢铁材料强度和耐磨性的可行方法。目前陶瓷增强钢铁基复合材料的结构主要包括均匀分布、层状分布、网状分布和束状分布等。其中束状结构具有增强复合材料强度的同时提高材料韧性的优势。束状分布的制备方法主要包括粉末冶金法、铸渗法、特种铸造法和课题组前期研究提出的固态扩散法等,其中固态扩散
超疏水涂层具有很多独特性能,将其应用于玻璃表面,制备玻璃基透明超疏水涂层,具有广泛的应用前景。然而,在现阶段的实际应用过程中,还存在一些问题,比如涂层与基底表面附着力不足、易脱落;涂层稳定性差、耐酸碱能力低;制备方法复杂、对设备及制备条件要求严格等。本论文的目的是制备与基底附着力良好、耐久性佳、制备工艺简单、可满足户外作业要求的玻璃基透明超疏水涂层,主要研究内容及结论如下:(1)通过溶胶—凝胶过程