石墨烯金属复合材料的制备及其物性研究的开题报告.docx

石墨烯金属复合材料的制备及其物性研究的开题报告
一、选题背景及意义
石墨烯是一种全新的碳纳米材料，具有独特的结构和优异的物理化学性质，如高的电导率、热传导率、机械强度和化学稳定性等。而金属材料因其良好的导电性、导热性、机械性能及耐腐蚀性等优异性质在工业上得到广泛应用。因此，将石墨烯与金属材料进行复合可以获得优异的性能，具有广阔的应用前景，如电子元器件、交通工具、机械设备领域等。
二、研究内容及目标
本研究以铜为基础金属，研究石墨烯铜复合材料的制备及其物性研究，主要包括以下内容：
1、石墨烯的制备
采用化学气相沉积法(CVD)合成高质量、大规模的石墨烯，通过不同的实验参数调整，制备出不同性质的石墨烯材料。
2、铜石墨烯复合材料的制备
先将制备好的石墨烯材料与铜(0.99%)混在一起，然后采用热压成形方法将其制成片状样品。
3、物性测试
通过扫描电子显微镜(SEM)、能量分散X射线光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)等手段对复合材料的微观结构、元素成分和晶体结构进行表征，采用热重分析(TGA)研究样品的热稳定性，采用电化学工作站测试样品的电化学性能。
4、目标
实验室制备出具有优异性能的铜石墨烯复合材料，并通过物性测试分析其结构和性能，为该材料在电子元器件、交通工具、机械设备领域等的应用奠定基础。
三、研究方法
1、石墨烯的制备
采用化学气相沉积法(CVD)，将甲烷与氢气混合后送入高温炉中，使炉中的镍薄膜表面自发生成一层石墨烯。
2、铜石墨烯复合材料的制备
采用热压成形法制备铜石墨烯复合材料。将制备好的石墨烯与铜混在一起，然后放入热压机中，在高温高压的条件下热压制成片状样品。
3、物性测试
通过扫描电子显微镜(SEM)、能量分散X射线光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)等手段对复合材料的微观结构、元素成分和晶体结构进行表征；通过热重分析(TGA)研究样品的热稳定性；通过电化学工作站测试样品的电化学性能。
四、研究计划及预期结果
1、月度计划
第一周：石墨烯的制备
第二周：铜石墨烯复合材料的制备
第三周：物性测试
第四周：数据整理、分析及论文撰写
2、预期结果
实验室制备出具有优异性能的铜石墨烯复合材料，通过物性测试分析其结构和性能，并探讨其应用前景，取得一定的研究成果。
五、参考文献
[1]Chen,Q.,Liu,Z.,Cai,K.,etal.Enhancedsupercapacitanceofgraphene/CuOnanocompositessynthesizedbyelectrodeposition.RSCAdvances,2013(3):22896-22902.
[2]Li,X.,Zhao,Y.,Jiang,Q.,etal.SimultaneoussynthesisandreductionofgrapheneoxidewithCu2+ionsforelectricallyconductiveadhesiveapplication.Carbon,2013(51):52-60.
[3]Miao,Y.,Xie,H.,Wan,L.etal.Effectsofcopperongraphenegrowthinchemicalvapordeposition.JournalofPhysicsD:AppliedPhysics,2013(46):155304.
[4]Wang,Y.,Zhang,J.,Lu,P.,etal.Synthesisandcharacterizationofcopper-encapsulatedgraphenenanoplatelets.ChemicalCommunications,2012(48):9031-9033.