石墨烯凝胶材料的3D打印机系统设计开题报告
2021-03-11 00:18:24
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1国内外现状分析石墨烯材料是本世纪非常前沿的材料,是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体原子也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为"黑金",是"新材料之王",科学家甚至预言石墨烯将"彻底改变21世纪"。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
1、近几年,石墨烯产业发展全球瞩目,但总体应用量较小,市场规模化需求还有待形成。目前石墨烯的大部分应用仍然停留在实验室阶段,虽然在实验室里的效果很好,但如果进行规模化生产,产品的稳定性尚待观察。石墨烯标准尚需进一步规范。就中国而言,总体来看,目前批量生产石墨烯的方式主要是两种:一种是利用化学气相沉积在金属表面生长出单层率很高,面积很大的石墨烯薄膜材料,又可细分为单晶薄膜和多晶薄膜;一种是将天然石墨通过物理或者化学的方法粉碎,形成石墨烯粉体。石墨烯的层数不同、形态不同,石墨烯具体应用领域有所不同,相应的各领域产业化进度也不相同。性质上,层数越少越接近石墨烯,层数越多越向石墨靠近。从中国石墨烯联盟标准化委员会发布的石墨烯标准来看,严格意义上只有不多于 10 个原子层才能称之为石墨烯。
2、在石墨烯技术专利数量方面,中国处于技术原创国首位,其专利受理数量大幅领先于其他国家和地区,占据了全球46%的份额,这主要受益于中国政府在石墨烯产业化前夕的大力支持,诸多专项计划极大推动了中国在石墨烯技术领域的研发速度。韩国、美国和日本紧随其后,也是石墨烯技术的主要原创国。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容:本次设计的基本内容是3d打印机的外壳形状,喷头设计,挤料装置设计,运动方式设计。外壳采用长方体,镂空必要的几面,以便于制造观察即可。由单片机控制运动方式x y z三向运动。
2.2设计目标
完成上述设计内容,设计出可以完成精确控制石墨烯进给量的打印系统。
3. 研究计划与安排
第1-2周(2017.3.5):调研,了解毕业设计任务和内容;
第3-4周(2017.3.19):文献阅读,撰写开题报告 ;
第5-6周(2017.4.2):外文翻译;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]吴怀宇.3d打印:三维智能数字化创造.北京:电子工业出版社,2014.
[2]中国机械工程学会.3d打印:打印未来.北京:中国科学技术出版社,2013.
[3]杨继全,冯春梅.3d打印:面向未来的制造技术.北京:化学工业出版社,2014.