本文要点：

研究石墨烯涂层对金属泡沫的阻尼和强度的增强作用

成果简介

在金属表面上的直接生长石墨烯，以简单的方式获得高性能复合材料打开了一扇门。本文中国科学院金属研究所曾尤研究员在ACSAppl.Mater.Interfaces期刊发表名为“ImprovedDampingandHighStrengthofGraphene-CoatedNickelHybridFoams”的论文，研究院为了获得多孔金属的高强度和增强的阻尼性能，通过化学气相沉积技术制备了石墨烯包覆的镍杂化泡沫，并使用动态力学分析仪和振动测试系统详细研究了静态和动态力学性能。

发现石墨烯层的存在可以极大地改善镍泡沫的机械强度和阻尼性能。与镍泡沫相比，石墨烯涂层的镍杂化泡沫表现出高的屈服强度，压缩模量和阻尼比，分别增加了46％，22％和53％，很明显石墨烯在机械和阻尼性能上的增强主要归因于牢固的界面结合，约束作用以及混合泡沫中的丰富界面。由于其高的机械强度和增强的阻尼特性，石墨烯/镍混合泡沫在许多领域中具有用作多功能复合材料的巨大潜力。

图文导读

图1.（a）石墨烯/镍杂化泡沫的制备过程示意图，（b，c）镍泡沫和（d，e）石墨烯/镍杂化泡沫在x和x放大倍数下的SEM图像。

图2.石墨烯/镍混合泡沫的压缩性能。（a）压缩应力-应变曲线，（b）压缩模量和屈服强度，（c）能量吸收能力，以及（d）增强机理。

图3.石墨烯/镍杂化泡沫在三点弯曲模式下随温度变化的（a）储能模量，（b）损耗模量和（c）阻尼比（tanδ）的动态力学性能，（d）相应的变形机理。

图4.石墨烯/镍混合泡沫的减震性能。（a）减振测试系统的示意图；振荡幅度（加速度计读数）与（b）频率和（c）时间的关系；（d）比较镍泡沫和混合泡沫的减震率。

小结

如上所述，石墨烯原位生长在泡沫镍上，在石墨烯和镍基体之间表现出很强的界面结合力。另一方面，石墨烯的起皱形态可以引入更多的界面，因此导致高能量耗散。此外，机械强度和阻尼的显着增强还归因于高固有强度，显着的封闭效果，多层结构和高导热性，可快速散热石墨烯。还值得指出的是，机械增强和阻尼增强在很大程度上取决于石墨烯涂层的层数和质量。石墨烯层越多，机械阻尼和界面摩擦滑移就越大，以实现高阻尼性能。在实际应用中应充分考虑优化结构以获得高性能。通过在极低的石墨烯负载下显着提高机械性能和阻尼性能，石墨烯/镍混合泡沫材料显示出在能源和生物医学应用领域中用作高性能多功能材料的巨大潜力。

文献：

ImprovedDampingandHighStrengthofGraphene-CoatedNickelHybridFoams

DOI：10./acsami.9b