还原石墨烯复合材料的力学和电磁性能

张金栋^1,2，刘刚²，郝月¹，韩潇¹，李烨¹，肇研¹

1. 北京航空航天大学材料科学与工程学院2. 中航工业复合材料技术中心北京航空材料研究院先进复合材料重点实验室

摘 要：采用水合肼对氧化石墨烯进行还原,获得2种含氧量不同的还原石墨烯（rGO）,与双马来酰亚胺（BMI）树脂溶液混合并通过湿法预浸工艺制备碳纤维（CF）预浸料,采用热压成型工艺制备rGO-CF/BMI复合材料单向板。研究了rGO的还原程度及含量对复合材料力学性能、玻璃化转变温度及电磁性能的影响。结果表明:在较高温度下制得的rGO₂比在较低温度下制得的rGO1具有更高的还原程度,rGO₂在树脂中的分散性相对较差。当rGO1与rGO₂的质量分数分别为0.1%和0.05%时,rGO1-CF/BMI复合材料和rGO₂-CF/BMI复合材料的层间剪切强度分别达到最高,相对于CF/BMI复合材料均提高约14%,而弯曲性能和玻璃化转变温度基本不变。rGO₂-CF/BMI复合材料的介电性能优于rGO1-CF/BMI复合材料,当rGO₂的质量分数为0.1%时,在12.4¹8.0GHz的频率范围内,rGO₂-CF/BMI复合材料的介电常数实部较CF/BMI复合材料最高提高约6倍,介电损耗最高提高约3倍。在该频率范围内,rGO1-CF/BMI和rGO₂-CF/BMI复合材料均呈弱磁性,对入射电磁波的作用为高反射、低吸收。

关键词：石墨烯;双马来酰亚胺树脂;复合材料;力学性能;电磁性能;