[发明专利]一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维，特别是涉及一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维。

背景技术

玻璃纤维具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能，广泛应用于航天、航空、兵器、舰船、化工等领域。随着我国在该领域的大力发展，高性能玻璃纤维复合材料已成为航空航天工业中不可或缺的一种材料，与铝合金、钢和钛合金3大金属材料共同成为支撑航空航天事业发展的基石。而烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的可见光，电阻率只约10^-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，而且石墨烯的力学性能也十分优异，其杨氏模量高达1100GPa，断裂强度为130GPa。因此在玻璃纤维表面制备一层石墨烯层，因此在玻璃纤维表面上镀一层石墨烯能够显著提高玻璃纤维的强韧性，同时使之具有优异的导电性能。用该材料制备出的玻璃纤维复合材料能广泛运用于航空飞行器中，不仅能够作为结构材料，而且利用其高导电性能，可作为电磁屏蔽材料运用于各类仪器表盘，各大功率电磁设备的阻隔材料等。但是石墨烯本身具有极强的稳定性，层与层之间缺少共价键的紧密结合，极易脱落，而通过CVD的方法在石墨烯片层、石墨烯与基体之间夹杂碳化硅，使石墨烯片层之间以及和基体之间紧密结合，同时得到的涂层依然具有良好的高导电性能。

文献[Wenyi Huang，Jianfeng Yu，Kwang Joo Kwak，L.James Lee，et a1.Adv.Mater.2013，25，4668-4672]报道了一种制备含有强键官能团的石墨烯的方法，该方法通过控制功能石墨烯(GP-SO₃H)纳米纸和硅橡胶的含量来制得，所制备的石墨烯与基体之间具有很强的共价键结合，使之可以与陶瓷坩埚、玻璃纤维、石英、硅晶片或者金属结合的更紧密。但是该方法所制备的石墨烯层数以及均匀性难以控制，使所制备的材料性能下降。

文献[Lee C S，Cojocaru C S，Mo ujahid W，et a1.Nanotechnology，2012，2326)：265603]介绍了一种在玻璃上低温制备石墨烯层的方法，然而该方法并没有解决石墨烯层与玻璃基体之间结合弱的问题。因此本发明采用CVD法在石墨烯表面再制备一层碳化硅涂层来紧固石墨烯与玻璃纤维基体的方法。而CVD方法制备石墨烯简单易行，所得石墨烯均匀可控且质量很高，可实现大面积生长，同时在石墨烯表面制备碳化硅层并不会影响石墨烯的性能。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有石墨烯片层之间以及和基体之间结合力差的问题，提供了一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维，由玻璃纤维，及由内而外依次附着在其表面的金属涂层、石墨烯-SiC层组成。所述的金属涂层为镍、铜，厚度为10-100nm。所述的CVD石墨烯-SiC厚度为0.01～10nm，CVD石墨烯-SiC中SiC夹杂于石墨烯片层结构中间和外层表面。

本发明优点在于：石墨烯片层之间以及和基体之间紧密结合，同时也不会损害石墨烯高的强韧性和导电性能，使得材料具有高的强韧性，高导电性。。

附图说明

图1是本发明的结构示意图：

10为玻璃纤维；20为金属涂层；30为石墨烯-SiC层；

图2是[30]石墨烯-SiC层的结构示意图：

40为石墨烯片层；50为夹杂的SiC。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例

参照图1，是一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维的结构示意图，其中10是玻璃纤维，20是金属层，30是为石墨烯-SiC层，图2是[30]石墨烯-SiC层的结构示意图，其中40为石墨烯片层；50为夹杂的SiC。其中玻璃纤维为E类玻璃纤维丝，金属涂层为镍、铜，厚度为10-100nm。所述的CVD石墨烯-SiC厚度为0.01～10nm，CVD石墨烯-SiC中SiC夹杂于石墨烯片层结构中间和外层表面。

上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。