石墨烯复合材料

本书共分5章,详细介绍了近年来石墨烯复合材料的基础理论、工艺方法、性能评价、研究进展、发展趋势以及石墨烯与复合材料相结合所形成的基本科学问题等。第2～5章分别对石墨烯金属基复合材料、石墨烯树脂基复合材料、石墨烯橡胶基复合材料和石墨烯复合涂层材料进行了介绍,并叙述对应领域的研究背景、取得的研究成果及可能的应用等。本书可供石墨烯复合材料及其他相关领域的学生、教师、科研人员及科技工作者阅读参考。

杨程，中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心研究员，清华大学博士后。获得中国博士后科学基金、国家自然科学基金、中航工业航材院创新基金、中航工业创新基金等基础研究项目资助。系统地开展了石墨烯纳米片制备工艺、宏量生产和功能化等研究。创造性地发明了一套高品质、低成本、适合批量生产的化学法制备石墨烯纳米片的方法，完成了实验室研究、小试、中试和示范线建设，制备出了高品质、低成本、易量产的石墨烯纳米片及多种功能化石墨烯制品。

第1章　绪论
1.1　石墨烯的结构、性质与制备方法
　　1.1.1　石墨烯的结构与性质
　　1.1.2　石墨烯的制备方法
1.2　复合材料概论
　　1.2.1　复合材料的基本原理
　　1.2.2　复合材料的应用与发展
1.3　石墨烯增强复合材料概述
参考文献
第2章　石墨烯金属基复合材料
2.1　石墨烯金属基复合材料概论
2.2　石墨烯增强粉末高温合金材料
　　2.2.1　高温合金概论
　　2.2.2　粉末高温合金的发展历程
　　2.2.3　石墨烯增强粉末高温合金
　　2.2.4　石墨烯增强粉末高温合金的制备技术
　　2.2.5　石墨烯增强粉末高温合金的组织和性能
　　2.2.6　石墨烯改性机理研究
2.3　石墨烯铝基复合材料
　　2.3.1　石墨烯铝基复合材料概论
　　2.3.2　石墨烯铝基复合材料的制备
　　2.3.3　石墨烯铝基复合材料的组织结构和性能
　　2.3.4　石墨烯铝基复合材料的强化机理
2.4　石墨烯增强钛基复合材料
　　2.4.1　石墨烯增强钛基复合材料概论
　　2.4.2　石墨烯增强钛基复合材料的制备方法
　　2.4.3　石墨烯增强钛基复合材料的界面优化
　　2.4.4　石墨烯增强钛基复合材料的性能
　　2.4.5　石墨烯作用机理讨论
　　2.4.6　应用前景分析
2.5　石墨烯增强铜基纳米复合材料
　　2.5.1　机械混合法
　　2.5.2　吸附混合法
　　2.5.3　化学合成法
　　2.5.4　CVD原位合成法
2.6　石墨烯镁基复合材料
2.7　石墨烯增强金属基纳米复合材料的应用与发展趋势
　　2.7.1　石墨烯增强金属基纳米复合材料的应用
　　2.7.2　石墨烯增强金属基纳米复合材料应用的制约因素
　　2.7.3　石墨烯增强金属基纳米复合材料的发展趋势
参考文献
第3章　石墨烯树脂基复合材料
3.1　石墨烯树脂基复合材料概论
　　3.1.1　树脂基复合材料的总体性能特点
　　3.1.2　树脂基复合材料的成型
　　3.1.3　石墨烯树脂基复合材料的发展
3.2　石墨烯改性树脂
　　3.2.1　石墨烯改性树脂原理
　　3.2.2　石墨烯改性树脂的制备方法
　　3.2.3　石墨烯改性树脂的应用实例
3.3　石墨烯对环氧树脂复合材料的增韧
　　3.3.1　基体树脂增韧
　　3.3.2　碳纤维表面改性
　　3.3.3　石墨烯宏观体增强树脂基复合材料
　　3.3.4　石墨烯增韧树脂基复合材料的应用
3.4　3D打印石墨烯树脂基复合材料
　　3.4.1　3D打印技术简介
　　3.4.2　石墨烯树脂基复合材料的3D打印成型工艺
　　3.4.3　3D打印石墨烯树脂基复合材料的应用
　　3.4.4　应用于3D打印的聚醚醚酮石墨烯复合材料
3.5　石墨烯夹层复合材料
　　3.5.1　夹层复合材料概述
　　3.5.2　石墨烯夹层复合材料及其应用
参考文献
第4章　石墨烯橡胶基复合材料
4.1　石墨烯橡胶基复合材料概论
4.2　石墨烯橡胶基复合材料的制备方法
　　4.2.1　溶液共混法
　　4.2.2　胶乳共混法
　　4.2.3　机械混炼法
　　4.2.4　原位聚合法
　　4.2.5　其他加工方法
4.3　石墨烯通用橡胶复合材料
　　4.3.1　石墨烯/天然橡胶复合材料(GNR)
　　4.3.2　石墨烯/丁苯橡胶复合材料(GSBR)
　　4.3.3　石墨烯/丁基橡胶复合材料(GIIR)
　　4.3.4　石墨烯/顺丁橡胶复合材料(GBR)
　　4.3.5　石墨烯/乙丙橡胶复合材料(GEPDM)
　　4.3.6　石墨烯/丁腈橡胶复合材料(GNBR)
　　4.3.7　石墨烯/羧基丁腈橡胶复合材料(GXNBR)
4.4　石墨烯特种橡胶复合材料
　　4.4.1　石墨烯/硅橡胶复合材料(GSR)
　　4.4.2　石墨烯/氟橡胶复合材料(GFKM)
　　4.4.3　石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料(GACM)
　　4.4.4　石墨烯/热塑性丁苯橡胶复合材料(GSBS)
　　4.4.5　石墨烯/氢化丁腈橡胶复合材料(GHNBR)
4.5　石墨烯橡胶复合材料的性能
　　4.5.1　机械性能
　　4.5.2　疲劳性能
　　4.5.3　阻尼性能
　　4.5.4　热学性能
　　4.5.5　电学性能
　　4.5.6　电磁屏蔽性能
　　4.5.7　耐介质性能
　　4.5.8　气体阻隔性能
　　4.5.9　摩擦性能
　　4.5.10　其他性能
4.6　结语
参考文献
第5章　石墨烯复合涂层材料
5.1　石墨烯复合涂层材料概论
5.2　石墨烯有机涂层
　　5.2.1　石墨烯的表面改性
　　5.2.2　防腐涂层
　　5.2.3　导热涂层
　　5.2.4　导电涂层
　　5.2.5　其他涂层
5.3　石墨烯无机涂层
　　5.3.1　金属类复合涂层
　　5.3.2　非金属类复合涂层
5.4　石墨烯与其他纳米材料复合型涂层
　　5.4.1　石墨烯与零维纳米材料复合型涂层
　　5.4.2　石墨烯与一维纳米材料复合型涂层
　　5.4.3　石墨烯与二维纳米材料复合型涂层
参考文献
索引

石墨烯是碳的同素异形体大家族的又一个传奇，也是当今横跨学术界和产业界的超级明星，几乎到了家喻户晓、妇孺皆知的程度。当然，石墨烯是当之无愧的。作为由单层碳原子构成的蜂窝状二维原子晶体材料，石墨烯拥有无与伦比的特性。理论上讲，它是导电性和导热性较好的材料，也是理想的轻质高强材料。正因如此，一经问世便吸引了全球范围的关注。石墨烯有可能创造一个全新的产业，石墨烯产业将成为未来全球高科技产业竞争的高地，这一点已经成为国内外学术界和产业界的共识。从2004年至今，已经有了近十六年的历史沉淀。无论是石墨烯的基础研究，还是石墨烯材料的产业化实践，人们都有了更多的一手材料，更有可能对石墨烯材料有一个全方位套丛书出的、科学的、理性的认识。总结历史，是为了更好地走向未来。对于新兴的石墨烯产业来说，“战略前沿新材料——石墨烯出版工程”的出版意义也是不言而喻的。事实上，国内外已经出版了数十部石墨烯相关书籍，其中不乏经典性著作。本丛书的定位有所不同，希望能够全面总结石墨烯相关的知识积累，反映石墨烯领域的国内外前沿研究进展，展示石墨烯新材料的产业化现状与发展前景，尤其希望能够充分体现国人对石墨烯领域的贡献。本丛书共包括22分册，执笔作者20余位，都是石墨烯领域的重量级学者、专家，因此可以从源头上保障丛书的专业性和科学性。丛书分五大部分，囊括了从石墨烯的基本性质和表征技术，到石墨烯材料的制备方法及其在不同领域的应用，以及石墨烯产品的计量检测标准等全方位的知识总结。同时，两份产业研究报告详细阐述了世界各国的石墨烯产业发展现状和未来发展趋势。除此之外，丛书还为广大石墨烯迷们提供了一份科普读物《有问必答：石墨烯的魅力》，针对广泛征集到的石墨烯相关问题答疑解惑，去伪求真。本丛书的内容涵盖石墨烯新材料的方方面面，每个分册也相对独立，具有很强的系统性、知识性、专业性和即时性，凝聚着各位作者的研究心得、智慧和心血，供不同需求的广大读者参考使用。希望丛书的出版对中国的石墨烯研究和中国石墨烯产业的健康发展有所助益。