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科研进展
石墨烯组件的无焊料电焦耳热

       焊接是一种通过接触边界局部熔化的方式,使得单个金属或聚合物材料之间形成牢固结合的制造手段。然而,对石墨烯等耐火材料而言,难以通过传统的焊接方法使其界面之间形成牢固的连接。在这项工作中,我们提出了一种有效的、无需焊料的石墨烯焊接方法——电焦耳热焊接,利用该方法可以实现不同结构的石墨烯基材料,包括石墨烯纤维、薄膜和泡沫等的高结合强度焊接。此外,我们还采用原位TEM技术和分子动力学模拟方法对焊接机理进行了研究,结果表明这一独特的焊接行为是由于石墨烯层间缺陷促进的交联作用。这一简单易行的电焦耳焊接方法为碳材料提供了一种新的可靠的连接手段,有助于实现石墨烯材料的3D构型制造。

       近日,浙江大学高超与王宏涛等课题组提出了一种有效的无需焊料的电焦耳热焊接方法对耐高温的碳材料(石墨烯等)进行焊接组装。通过这一方法获得的石墨烯焊接试样具有较高的连接强度和电导率,并且保持了较好的结构完整性。通过原位TEM技术和分子动力学模拟方法进一步揭示了这一牢固的焊接行为是由于石墨烯界面处缺陷之间形成了牢固的桥键。电焦耳热焊接技术为碳材料的组装和制造提供了简单、高效的途径。相关成果以“Solder-free Electrical Joule Welding of Macroscopic Graphene Assemblies”为题发表在Materials Today Nano上。