石墨烯是一种由碳原子构成呈蜂巢晶格的六角型平面薄膜,目前是世上最坚硬也是最薄的纳米材料,只吸收2.3%的光因此几乎完全透明,极具应用前景。然而,在石墨烯与其它材料复合过程中,由于石墨烯表面能高,易团聚,难以分散均匀,这增加了复合工艺难度,因此,如何控制石墨烯分散范围及分散效果已成为目前亟待解决的关键性技术。前期课题组提出一种石墨烯复合微粒群喷射分散成形的新方法,本文重点研究石墨烯复合微粒制备及其喷射分散行为,以期实现对石墨烯复合微粒在基材中的分散效果的有效控制,这为制备高性能石墨烯复合材料提供了可能,研究工作有着重要的研究意义和应用前景。研究了石墨烯复合微粒制备工艺,并针对制备的微粒开发了一套定量输送装置。石墨烯复合微粒制备工艺包括等离子处理、机械混合以及喷雾包衣。研究结果表明:通过等离子对聚乳酸微粒进行表面刻蚀增加了其对石墨烯的吸附能力,当处理时间为1min时,采用堆积密度得出最大吸附量为6%的质量分数,且喷雾包衣后的复合微粒表面均匀覆盖一层酚醛树脂,可用于喷射成形工艺。石墨烯复合微粒定量输送装置定量输送装置由供粉、接粉和输粉结构组成,设计的送粉装置精度高、输送过程稳定且不破坏复合微粒结构,送粉速率可在0.061～0.185g/s之间进行调节。数值模拟研究压力比和喷嘴结构对复合微粒在喷嘴内部流场行为的影响,研究结果表明:基于欧拉模型和RNG k-e湍流模型,在五个不同压力比下(p1/p2=1、0.8、0.6、0.4、0.2),I型喷嘴对复合微粒的分散作用仅体现在分散范围的不均匀变化,对分散均匀性没有实际作用;II型喷嘴由于其独特的喇叭口结构,对气相的速度以及分散角度均有明显的作用,并且可通过控制压力比对复合微粒的分散进行控制从而达到最佳分散效果,其变化规律为后续实验研究提供了参考。实验研究了喷射成形工艺参数(压力比、喷射距离L)及结构参数对复合微粒在基体上分散效果的影响。研究发现喷射距离对复合微粒的分散效果在两种喷射中影响相同,都是先变好后变差;压力比对I型喷嘴中复合微粒分散效果的影响微乎其微,而对II型喷嘴,分散效果随着压力比的变化而变化,在压力比为0.4时分散效果最佳,和数值模拟比较而言有些许出入,但总体变化规律保持一致。采取现有的石墨烯复合微粒喷射成形装置可以将复合微粒均匀分散在基体上,初步验证了新工艺的可行性。