还原氧化石墨烯芳纶复合纸基材料的制备及热传导性能研究的任务书.docx

还原氧化石墨烯芳纶复合纸基材料的制备及热传导性能研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义：
氧化石墨烯和芳纶纤维是目前被广泛研究的两种高性能材料，氧化石墨烯具有高导热性能、高载流性能、高拉伸性能等优良的物理和化学性能，而芳纶纤维则具有高强度、高模量、优异的耐热、耐化性能等优点。这两种材料的组合可以有效克服单一材料的缺陷，形成复合材料，极大地增强了材料的综合性能。具有好的耐腐蚀性和热稳定性，广泛应用于航空航天、机械、电子、能源等领域。因此，氧化石墨烯和芳纶纤维的复合研究具有重要的理论和应用意义。
现代制造技术的不断发展和材料工程学的深入研究，已经实现自然资源和能源的量子跃迁，逐步向更为高性能、低成本、微观结构和宏观性能的协同优化方向发展，因此不断寻求新的高性能复合纸基材料，也是发展现代化制造业的必经之路。
同时，高效散热技术的研究也具有极其重要的现实意义。现代高性能电子产品的缩小和功率密度的增加，为散热问题带来了极大的困扰。因此，研究高导热、高稳定性的复合材料，以改善散热效果，对于电子行业的发展也具有极其重要的意义。
本研究将合成氧化石墨烯和芳纶的复合材料，并在此基础上制备复合纸基材料。通过一系列热物理实验对复合材料和复合纸基材料的热传导性能、热稳定性能和力学性能进行表征和分析。从而进一步明确复合材料和复合纸基材料的优点和缺陷，为热散热材料和高性能复合材料的研究提供参考。
二、研究内容及研究重点：
（1）制备氧化石墨烯和芳纶的复合材料：利用湿化学法，制备氧化石墨烯；利用自组装技术和热压技术，制备芳纶/氧化石墨烯复合材料。
（2）制备氧化石墨烯芳纶复合纸基材料：将制备好的复合材料与适量的基体纤维混合，通过浆料制备技术制备出复合纸基材料。
（3）对氧化石墨烯芳纶复合材料和纸基材料进行表征：通过扫描电镜、红外光谱、热重分析等技术，对复合材料和纸基材料的微观形貌、化学组成等进行表征。
（4）热传导性能的测试：通过热导仪仪器，对复合材料和纸基材料的热传导性能进行测试，并分析复合材料和纸基材料的热传导机理。
（5）力学性能的测试：对复合材料和纸基材料的拉伸性能、弯曲性能、抗压性能等进行测试，并分析其力学性能。
三、研究方法及技术路线
（1）制备氧化石墨烯：采用湿化学法，以硫酸和氧化剂为原料，通过一系列化学反应制备氧化石墨烯。
（2）合成氧化石墨烯和芳纶的复合材料：将制备好的氧化石墨烯和芳纶纤维分别在水中分散，并用紫外光进行自组装。然后，将氧化石墨烯和芳纶纤维将在热压下，制备成复合材料。
（3）制备氧化石墨烯芳纶复合纸基材料：将制备好的复合材料与适量的基体纤维混合，并通过浆料制备技术制备出复合纸基材料。
（4）对氧化石墨烯芳纶复合材料和纸基材料进行表征：使用扫描电镜、红外光谱、热重分析等技术，对复合材料和纸基材料的微观形貌、化学组成等进行表征。
（5）热传导性能的测试：使用热导仪仪器，对复合材料和纸基材料的热传导性能进行测试。
（6）力学性能的测试：使用拉伸试验机、压缩试验机等设备，对复合材料和纸基材料的拉伸性能、弯曲性能、抗压性能等进行测试。
四、预期成果：
（1）成功制备氧化石墨烯和芳纶的复合材料，并制备出氧化石墨烯芳纶复合纸基材料。
（2）对复合材料和纸基材料的热传导性能、热稳定性能、力学性能等进行系统的表征和分析。
（3）深入探究复合材料的热传导机理，寻找提高复合材料热导率的途径。
（4）分析复合纸基材料的力学性能，为后期产品的应用提供可靠的数据支持。
（5）为新型高性能散热材料和复合材料的研究提供可靠的数据和理论支持。
五、参考文献
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[3]ChenD,LiuY.Low-temperaturesynthesisofreducedgrapheneoxidefilmsashigh-performancetransparentconductiveelectrodes[J].JournalofMaterialsChemistryC,2013,1(28):4308.