一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法
專利匯可以提供一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且一種測(cè)量 石墨 烯 聚合物 復(fù)合材料 界面剪切 力 的方法，先在 硅 基底上 旋涂 光刻 膠 ，顯影為正方形陣列結(jié)構(gòu)；在正方形陣列結(jié)構(gòu)之間的溝槽中填充聚合物；將 石墨烯 轉(zhuǎn)移到正方形陣列結(jié)構(gòu)和聚合物上；制作三明治型石墨烯/聚合物納米復(fù)合材料，放入 乙醇 中溶解正方形陣列結(jié)構(gòu)；下壓 原子 力 顯微鏡 探針，記錄 原子力顯微鏡 探針的力?位移曲線a；卸載力后石墨烯恢復(fù)原狀，使原子力顯微鏡探針向上移動(dòng)，記錄原子力顯微鏡探針的力?位移曲線b，比較兩次曲線求出石墨烯與第一、第二聚合物的剪切力，本 發(fā)明 實(shí)現(xiàn)了石墨烯/聚合物復(fù)合材料界面剪切力的精確測(cè)量。，下面是一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)在硅基底(1)上旋涂光刻膠(2)，并顯影為第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)；
2)在第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)之間的溝槽中填充第一聚合物(4)；
3)將具有大長(zhǎng)寬比長(zhǎng)方形片狀的已知長(zhǎng)度、寬度、厚度的石墨烯(5)轉(zhuǎn)移到第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)和第一聚合物(4)上，并使石墨烯(5)完全覆蓋在第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)上，形成橋式石墨烯片段；
4)用步驟3)所得結(jié)構(gòu)代替步驟1)中的硅基底(1)，并重復(fù)步驟1)、步驟2)，形成由第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)、第一聚合物(4)作為一層，石墨烯(5)作為中間層，第二正方形陣列結(jié)構(gòu)(6)、第二聚合物(7)作為另一層的三明治型石墨烯聚合物復(fù)合材料；
5)將步驟4)制備的三明治型石墨烯聚合物復(fù)合材料放入乙醇中浸泡，確保完全溶解第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)和第二正方形陣列結(jié)構(gòu)(6)，干燥后得到待測(cè)樣品；
6)用原子力顯微鏡定位步驟5)中待測(cè)樣品中的石墨烯(5)，并以恒定速度下壓原子力顯微鏡探針(8)，進(jìn)而垂直下壓石墨烯(5)，記錄原子力顯微鏡探針(8)的力-位移曲線a；
7)卸載力后石墨烯(5)恢復(fù)原狀，使原子力顯微鏡探針(8)向上移動(dòng)，記錄原子力顯微鏡探針(8)的力-位移曲線b，比較力-位移曲線a和力-位移曲線b；
8)若力-位移曲線a和力-位移曲線b重合，則使原子力顯微鏡探針(8)以更大的垂直進(jìn)給量重復(fù)步驟6)、步驟7)操作，直至力-位移曲線a和力-位移曲線b不重合，此時(shí)石墨烯(5)由于水平剪切力脫離第一聚合物(4)和第二聚合物(7)，根據(jù)發(fā)生脫離時(shí)原子力顯微鏡探針(8)受到的力Ft、下壓最大位移Hm求出石墨烯(5)與第一聚合物(4)和第二聚合物(7)之間的界面剪切力τ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于：所述的步驟8)中計(jì)算石墨烯(5)與第一聚合物(4)和第二聚合物(7)界面剪切力的數(shù)值的過(guò)程如下：
Hm＝δa-δp
其中kp為第一聚合物(4)的彈性模量，F(xiàn)t為石墨烯(5)在脫離過(guò)程中原子力顯微鏡探針(8)記錄的力，δp為第一聚合物(4)受到下壓后產(chǎn)生的位移，δa是石墨烯(5)的總位移，Hm為石墨烯(5)在脫離過(guò)程中原子力顯微鏡探針(8)下壓最大位移，θ為邊界處石墨烯(5)與第一聚合物(4)和第二聚合物(7)平面的夾角，a為第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)、第二正方形陣列結(jié)構(gòu)(6)的邊長(zhǎng)，F(xiàn)a為石墨烯(5)在脫離過(guò)程中受到的軸向力，l、w、t分別為石墨烯(5)的長(zhǎng)度、寬度、厚度，τ為石墨烯(5)與第一聚合物(4)和第二聚合物(7)之間的界面剪切力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于：所述的第一聚合物(4)和第二聚合物(7)材料為環(huán)氧樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)或?qū)Ρ蕉?a href='/zhuanli/list-13802-1.html' target='_blank'>甲酸乙二酯(PET)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于：所述的步驟1)光刻膠(2)厚度為5μm～10μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于：所述的第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)、第二正方形陣列結(jié)構(gòu)(6)邊長(zhǎng)為5μm～10μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于：所述的第一正方形陣列結(jié)構(gòu)(3)、第二正方形陣列結(jié)構(gòu)(6)的間距為10μm～20μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法，其特征在于：所述的步驟2)中具有大長(zhǎng)寬比的長(zhǎng)方形片狀石墨烯的長(zhǎng)寬比為5：1～20：1。
一種測(cè)量石墨烯聚合物復(fù)合材料界面剪切力的方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)明內(nèi)容
具體實(shí)施方式
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