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碳纳米(石墨烯)材料专栏导语

2021-11-22张晓虎

固体火箭技术 2021年6期
关键词:宇航碳纤维石墨

顾 健,张晓虎

碳纳米(石墨烯)材料作为一种国家战略性新兴材料,因其比表面积大、强度高、导电导热性优异及透光性高等优势,在轻量化材料、动力电池、电磁屏蔽材料、散热材料等领域得到广泛应用。目前,碳纳米(石墨烯)材料已成为宇航推进领域技术应用所关注的热点,并在固体推进剂性能提升与降感、超高温绝热阻燃材料改进、内外防热涂层性能提升、高性能树脂以及有机纤维复合材料在特种环境下性能提升等方面初露锋芒。本刊策划碳纳米(石墨烯)材料在宇航推进领域的应用文章专栏,与读者分享石墨烯制备及其在含能材料、复合材料中的应用进展,本期首次刊载5篇,后续将连载。

氟化石墨烯(FG)作为一种重要的石墨烯衍生物材料已在介电材料、超润滑、生物材料、电子器件领域展现出良好的应用前景。四川大学高分子科学与工程学院刘向阳团队简述了有关氟化石墨烯(FG)的宏量制备、直接氟化反应历程、应用拓展等方面的内容;FG有望作为高性能的包覆剂/氧化剂等应用于含能材料、固体推进剂等领域,并展望了FG未来研究方向。石墨烯产业化应用离不开制备工艺的发展,绿色、规模化、高质量的石墨烯制备技术开发显得十分重要。中钢集团南京新材料研究院陈杰团队概述了基于电化学法剥离石墨烯制备工艺的最新研究,并阐述了电化学剥离石墨烯的机制和影响因素;最后论述了其在能源、催化、吸波材料等领域的应用情况。

为充分发挥石墨烯的优异特性,以提升碳纤维增强树脂基复合材料的力学性能及电热传输性能,中科院金属所曾尤团队综述了石墨烯在碳纤维增强树脂基复合材料结构功能一体化方面的研究进展,重点评述了石墨烯/碳纤维混杂复合材料在导热、电磁屏蔽以及雷电防护等方面的研究成果,并展望了该领域的关键问题以及未来发展趋势。西工大张秋禹团队重点介绍了石墨烯在航空航天领域电磁屏蔽材料、导电材料、耐温材料、能源与器件方面的研究进展,以及石墨烯复合材料在相关领域应用存在的关键问题,为石墨烯复合材料在宇航推进领域的应用指明了新的方向。

开发高能量密度、高释能效率、高安全性特征的新型含能材料是现代武器装备发展的迫切需求,沈阳航空航天大学熊需海团队从石墨烯的制备及功能化改性出发,综述了石墨烯及其衍生物对含能材料体系中催化剂、含能组分、氧化剂等组分性能的影响,对石墨烯基材料提升含能材料性能的作用机理进行梳理,指出了含能材料纳米化存在的问题及今后研究的重点。

此为本刊聚焦纳米碳基材料在宇航推进领域应用的专栏序章,旨在为相关领域内的学者提供一个快速交流的园地,敬请期待。

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