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0.375转化为分数时

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石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备及其性能探究

通过液相剥离法所制备的石墨烯呈现出完整的表面形貌,其边缘轻微卷曲,如同薄纱般细腻。这些石墨烯片的厚度大约在2.1至3.2纳米之间,层数不超过三层。其电导率范围高达104至105S/m,显示出优良的电导性能。

关于导电油墨的特性,随着石墨烯含量的增加,其电阻逐渐下降,当石墨烯达到35%时,电阻达到最低点。继续增加石墨烯含量会导致电阻值的快速上升。同样,随着碳纳米管的加入,导电油墨的电阻也逐渐减小。当碳纳米管的质量分数达到35%时,电阻值达到最小。

对于石墨烯和碳纳米管的复合填料,随着石墨烯质量分数的增加,电阻先下降后上升。当质量分数达到20%时,电阻达到最小值。这种现象的原因在于片状石墨烯与棒状碳纳米管的形状互补,产生了协同效应,使得其导电性能优于单纯的碳纳米管。

微观形貌分析显示,石墨烯的在导电涂层中产生了孔洞,这些缺陷不利于电子的迁移和导电网络的形成。而碳纳米管之间主要以线接触为主,部分区域出现空洞,同样影响导电网络的完整性。当碳纳米管缠绕在石墨烯表面时,它们之间的连接形成了线接触和面接触复合的模式,这使得导电网络更加完整,电子在迁移过程中的阻碍减小,导电性能提高。

通过液相剥离法制备的石墨烯具有优良的电导性能,其与碳纳米管复合制备的导电油墨,能够形成稳定且完整的导电网络,其电阻低于单一使用石墨烯或碳纳米管作为导电填料时的电阻。当复合导电填料中石墨烯的质量分数为20%时,导电油墨的电阻最小。

参考文献:

1. 李伟. 高导电金属纳米结构及其印制墨的制备与应用研究[D]. 天津:天津大学,2014。

2. 王望,郭彦峰,孙振锋. 碳系导电油墨填料的研究进展[J]. 化工进展,2015,34(12):4259-4264, 4279。

3. 其他相关文献和研究报告。


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