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石墨烯-铝基复合涂层的腐蚀性能研究开题报告

 2021-03-11 00:17:16  

1. 研究目的与意义(文献综述)

石墨烯是21世纪最为热门的研究方向之一。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。在2004年,当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的,其基本结构单元是有机材料中最稳定的苯六元环。石墨烯有着优异的物理化学性质,如石墨烯的强度是已测材料中最高的,达到的130GPa,是钢的100多倍。除此之外,石墨烯还有室温量子霍尔效应以及室温铁磁性等特殊性质。因为石墨烯的种种优异性质,使得其成为了21世纪最热门的研究方向之一。

铝基复合材料作为当前金属基复合材料研究的主流,具有低密度,高耐腐性,优异的导电导热性能和加工性能等特点,铝及其合金材料在航空航天,汽车和电子工业等领域有着广泛的应用。但是普通铝合金材料难以满足现代工业技术的飞速发展,在过去的几十年里面,研究者在提高铝合金力学性能的传统工艺研究上作出了很大的努力包括合金元素调整,结构设计,热处理制度和变形工艺等,但都难以实现铝合金性能的进一步突破。而石墨烯因为较高的杨氏模量和断裂强度,超高的导热系数和电子迁移率被认为是目前最好的金属复合材料增强体。目前石墨烯-铝基复合材料的制备方法相对有限,其研究进展不多。在国内,管仁国等利用液态冶金技术制备了石墨烯增强铝基复合材料,同时也对其进行了性能和微观结构的初步研究;在国外,Wang等通过烧结和热挤压的方法制备了0.3wt%石墨烯增强铝基复合材料,Koratkar等利用氧化石墨在高温1050摄氏度下还原剥离,把热还原石墨烯和铝粉直接以球磨的方法混合,采用热等静压和热挤压的方法获得了0.1wt%石墨烯-铝基复合材料,Yan等也采用球磨和热等静压的方法制备了石墨烯-铝基复合材料。

本次的石墨烯-铝基复合涂层的腐蚀性能研究正是在对石墨烯增强铝基复合材料的探索,也是对石墨烯-铝基复合材料在防腐蚀应用的研究。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容:

1 石墨烯-铝基复合涂液的制备及不同制备方式所得涂料微观结构分析

石墨烯与金属基材料的混合方式主要有高能球磨、机械搅拌、溶液超声分散、粉末冶金等,不同的混合方式对石墨烯和金属的混合有什么影响,通过对微观结构的检测,分析其结果。

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3. 研究计划与安排

1-3周 查询资料 开题报告

4-12周 完成毕业论文主要研究内容等工作

13周 总结实验数据

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4. 参考文献(12篇以上)

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