《石墨烯在水泥基材料中的军事应用》2023最新论文

这项研究旨在开发新型水泥基材料，以满足日益增长的改善军事应用后勤基础设施的需求。为此，我们在水泥复合材料中加入了一种二维（2D）材料，即具有优异机械、化学、热和电特性的石墨烯，以增强其内部基质，从而实现先进的军事应用。在选择了两种不同的石墨烯资源后，获得了实验室生成的石墨烯（LGG）和商业级石墨烯（CGG），并通过研究水泥混合物中不同的石墨烯比例确定了它们的最佳分散度。通过光谱和显微技术探索了石墨烯与其水泥基质之间的化学和物理相互作用，并通过压缩试验完成了复合材料的力学分析。建立了石墨烯-水泥复合材料的微观结构/加工/性能关系，并将其与抗压强度和使用寿命联系起来。这项研究表明，石墨烯的分散对水泥的硅酸钙水合物（CSH）凝胶与石墨烯表面之间的粘附兵力非常重要。分析表明，抗压强度更高的石墨烯-水泥混合物具有更好的微观结构形态，从定性角度观察，裂纹形成更细或更少。与不含石墨烯的参考材料相比，LGG 和 CGG - 水泥基复合材料的抗压强度在 7 至 28 天的固化过程中均有所提高，28 天后的抗压强度提高幅度最小。石墨烯-水泥基材料的形态及其长期耐久性以及石墨烯-水泥基复合材料设计的计算工具正在研究中。这项研究为了解石墨烯在水泥基材料中的影响奠定了基础，并为未来开发石墨烯水泥砂浆和石墨烯混凝土复合材料，从而实现可持续结构奠定了坚实的基础。