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用于航空航天雷达和通信领域的电接触材料,在电源及信号传输系统中担负着动态传输功能,因而要求具有高的导电性、导热性、耐磨性和一定强度。随着这些领域应用要求的不断提升,在不影响提高导电性的前提下,对电接触材料强度和耐磨性提出更高的要求。由于石墨烯具有优良的导电导热性能及好的力学性能,本文研制了石墨烯和石墨烯附银粉体及石墨烯/银基电接触功能材料。本文为获得以石墨烯为增强体的石墨烯/银基电接触材料,采用氧化还原方法制备了石墨烯,采用复合还原法在石墨烯表面附银纳米颗粒,制备了石墨烯附银纳米粉体,研究了石墨烯附银纳米粉体的制备工艺参数对石墨烯表面银颗粒分布和尺寸的影响;然后将合成的石墨烯附银纳米粉体用于银基复合材料的制备,研究石墨烯替代石墨对银基复合材料综合性能的影响;采用X射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱仪(Raman)对石墨烯及石墨烯附银纳米粉体进行了结构检测和形貌观察,对石墨烯/银基复合材料的显微组织进行观察,导电性、硬度、抗弯及摩擦磨损性能进行了检测,并与传统的石墨/银基复合材料的组织性能进行了比对分析,获得以下试验结果:(1)通过氧化还原法成功合成了石墨烯粉体,制备的石墨烯薄片约由3~4层碳原层片堆砌缠绕而成;(2)石墨烯附银纳米粉体制备过程中工艺参数对附着在石墨烯上的银颗粒尺寸大小和分布均匀性有着很大的影响,其中银离子浓度对银纳米颗粒尺寸与分布影响最大,当银离子浓度≤1.176×10-2mol/l时,所得银纳米颗粒分散性较好且粒度分布均匀,一般为25nm~50nm。随着银离子浓度的提升,银颗粒尺寸变大,并出现部分团聚现象;还原剂的加入量对银颗粒的分布也有着一定的影响,还原剂用量过多时,也会造成银颗粒尺寸的变大和团聚,同时发现柠檬酸的加入并未起到分散效果。综合分析可知,银离子浓度为1.176×10-2mol/l的溶液中加入0.02g/ml氧化石墨,无分散剂加入10ml水合肼作用下,制得的石墨烯表面银颗粒分散性较好且粒度均一。(3)采用粉末冶金方法制备了石墨烯/银基复合材料,经对比发现,附银石墨烯/银基复合材料比石墨烯/银基复合材料有着更好的电学和力学性能;将附银石墨烯/银基复合材料与传统的石墨/银基复合材料相比发现,两者导电性基本持平,但前者硬度和耐磨性均得到了很大的提高,硬度约提高145.9%,磨损量减少约85.9%。本文研究的创新点:(1)采用了简单易操作的实验方法成功合成了3~4层碳原子片层堆砌缠绕而成的石墨烯;(2)通过还原法制备了石墨烯附银纳米粉体,克服了石墨烯层间吸引力导致的团聚,为最终制备石墨烯/银基复合材料提供了优异的石墨烯原材料;(3)将石墨烯用于银基电接触材料,制备了石墨烯/银基复合材料,获得了比碳/银基复合材料更为优异的综合性能。