基于焦耳热效应的原理,我们对 3D 打印石墨烯 - 水泥复合材料的自发热性能展开探索。我们会对不同的发热温度以及热传导相关的数据进行测试,进而分析这种复合材料的自发热效率以及发热的稳定性情况。这样一来,就能给 3D 打印石墨烯 - 水泥复合材料在多功能和智能化的实际应用方面提供极具价值的指导参数。
按照塞贝克效应的规律,我们来研究 3D 打印石墨烯 - 水泥复合材料的热电性能。我们从 3D 打印石墨烯导电网络骨架的结构设计以及制备条件的调控入手,去考察不同的孔径设计、还原温度还有水浴过程对复合材料温差发热效率和稳定性造成的影响,从而摸索 3D 打印石墨烯 - 水泥复合材料在节能、储能领域的应用途径。首先我们会分析普通硅酸盐水泥和 3D 打印石墨烯本身的性能,接着对 3D 打印石墨烯纳米材料的制备以及结构参数(比如石墨烯的还原温度、结构的设计孔径等)、水泥浆料的水灰比、超声辅助的时间等进行调控,利用控制变量法和统计学理论来探索 3D 打印石墨烯 - 智能水泥复合材料的制备工艺,并对其电学、热学等性能进行深入研究。
自从 1824 年波兰特水泥被发明出来之后,它就成为了世界上用量最大的水硬性凝胶建筑材料之一。研究人员通过添加纤维等增强材料来改善水泥基材料自身脆性大、抗拉和抗折强度低等缺陷,同时也逐渐开启了对具有功能性的水泥基复合材料的研究之旅。水泥基复合材料是一种多功能的智能材料,它既具备结构材料机械性能优良的特点,又能够实现导电、压敏、温敏、自发热、热电等特殊性能,有着极为广阔的应用前景。