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高导热抗疲劳石墨烯三氧化二铝天然橡胶复合材料制备、结构与性能研究
高导热抗疲劳石墨烯三氧化二铝天然橡胶复合材料制备、结构与性能研究
摘要：
随着科技的不断进步和发展，复合材料在材料科学领域中的应用越来越广泛。本论文研究了一种高导热抗疲劳的石墨烯三氧化二铝天然橡胶复合材料的制备、结构与性能。研究结果表明，该复合材料具有较高的导热性能和良好的抗疲劳性能，具有广泛的应用前景。
关键词：石墨烯；三氧化二铝；天然橡胶；导热性能；抗疲劳性能
1.引言
复合材料是由两种或两种以上的成分通过一定的手段制备而成的新材料。其主要特点是具有较高的强度、刚度和耐热性能。石墨烯是一种由碳原子组成的单层脱离于三维晶体结构的二维碳材料，具有出色的导热性能和机械性能。三氧化二铝是一种常见的陶瓷材料，具有良好的抗腐蚀性能和导热性能。天然橡胶是一种重要的弹性材料，具有较好的韧性和耐磨性。将石墨烯、三氧化二铝和天然橡胶复合在一起，可以充分发挥各种材料的优势，提高复合材料的综合性能。
2.复合材料的制备方法
采用液相剥离法将石墨烯分散在乙醇中，然后加入适量的三氧化二铝纳米颗粒，通过超声处理使其均匀分散。将得到的混合物与天然橡胶进行充分的搅拌和混合，最后通过热压成型得到石墨烯三氧化二铝天然橡胶复合材料。
3.复合材料的结构表征
采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的表面形貌进行观察，通过X射线衍射(XRD)对复合材料的晶体结构进行分析，通过红外光谱(FTIR)对复合材料的化学成分进行鉴定。
4.复合材料的性能测试
利用热导仪对复合材料的导热性能进行测试，通过拉伸实验和扭转实验对复合材料的力学性能进行测试，通过疲劳试验对复合材料的抗疲劳性能进行测试。
5.结果与讨论
研究结果表明，经过热压成型制备得到的石墨烯三氧化二铝天然橡胶复合材料具有较高的导热性能。复合材料的导热性能主要受到石墨烯和三氧化二铝的导热性能的影响。同时，复合材料的导热性能还与复合材料的组成比例和结构有关。拉伸实验和扭转实验结果显示，复合材料具有较高的强度和刚度，表明复合材料具有良好的力学性能。疲劳试验结果表明，复合材料具有良好的抗疲劳性能，可以在长时间的使用过程中保持较好的性能稳定性。
6.结论
本论文研究了高导热抗疲劳的石墨烯三氧化二铝天然橡胶复合材料的制备、结构与性能。研究结果表明，该复合材料具有较高的导热性能和良好的抗疲劳性能，具有广泛的应用前景。这为制备高性能的复合材料提供了新的思路和方法，对于推动复合材料的应用和发展具有重要的意义。
参考文献：
[1]Zhang,Y.;etal.PreparationofGraphene/Al2O3NanosheetsReinforcedNaturalRubberCompositeswithEnhancedMechanicalProperties.CompositesScienceandTechnology,2018,163:33-40.
[2]Liu,C.;etal.EnhancedThermalConductivityofNaturalRubberCompositesFilledwithAl2O3Nanoparticles.CompositesPartA:AppliedScienceandManufacturing,2019,124:105452.