熔融插层聚合反应：该方法首先将利用如挤出和注塑等常规方式，将热塑性聚合物与石 墨、石墨烯或改性石墨烯在高温下物理混合，这样可以使无机物被插层或是剥离从而构成复 合材料。这种方法常用来制备热塑性复合材料，此外一些不适合吸附或是原位聚合方法制备 的聚合物通常能够利用这种方式获得。

1。4 石墨烯基复合材料的力学性能研究

纳米材料的力学行为在固体力学的领域是重要的科学问题之一，当前该领域的重要前沿 课题之一便是发展适用于低维纳米材料力学性能的测试技术。目前，对于石墨烯等原子厚度 的纳米薄膜，无论是研究方法还是研究内容都有着众多的困难。当前研究石墨烯的机械性能 主要的方法为实验测试、数值模拟和理论分析这三种途径。

对于实验测试这种方法，文献[21,22]对纳米材料的力学性能、纳米薄膜界面的强度等测试 方法进行了总结评述。但是，由于石墨烯具有独特的二维结构，所以若是想要对石墨烯进行 力学测试，以现阶段的实验条件来看，其实验难度依旧很大，其主要原因一方面是高质量石 墨烯材料难以获得，另一方面则是符合要求的可用实验设备较少，导致无法保证载荷与变形 量测量的精确度。目前主要使用的是原子力显微镜（AFM）纳米压痕实验系统，但是在实验 的基础上仍然需要借助理论分析才能获得有效的材料力学性能参数。而且，纳米压痕实验的 的结果有着一定的分散性，此外还有很多因素会对实验结果造成较大影响，如压头尺寸、形 状、位置等，因此为了能够获得一个较为理想的实验结果，必须要进行大量试验，通过多点 测试，统计分析等方法来完成实验。

1。4。1 纳米压痕技术

纳米压痕（Nanoindentalion）也称为深度敏感压痕（Depth sensing indentation）技术，是 目前最为简单的测试材料力学性质的方法之一。它可以在纳米尺度上测试试样的多种力学性。 传统的压痕测量方法通常是利用一个有着特定形状和尺寸的压头，在测量时将其垂直压入所 测材料的表面，保持一定时间，随后撤出压头，测量并记录压痕的断截面面积，然后根据一 定计算公式最终得出材料的硬度。这种方法有着很多缺点，如只能获得材料的塑性性质，通 常仅能用于尺寸较大的试样等，而如今随着材料科学在电子领域的飞速发展，试样的尺寸已 经越发于小型化，显然这种传统的测量方法无法完全适用于当前新材料的研究。除此之外， 材料学的研究不仅仅要了解材料的塑性性质，其弹性性质的掌握也十分重要，而近几年纳米 压痕技术得到了迅速发展，它能够测试材料的弹性模量、加工硬化指数等性质的优势使其可 以有效的替代传统方法满足当前的研究需求。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

1。4。2 纳米压痕的测量原理

在图 1。1 中，Pmax 是压力加载的最高值，Hmax 表示硬度压头在最高载荷下的位移，hf 表示 在最终完成卸载后硬度压头的位移。S 表示最初的卸载刚度。硬度和弹性模量这两种样品的 机械性能取决于图 1。1 的加载-位移曲线，其硬度可由公式[23，24]

得出，其中 Pmax 表示压头的最大加载，参数 A 表示在最大加载下的接触区域，它是关于

hc 的函数。所测试样的弹性模量可由公式[23,24]

其中 dh 是图 1。1 中最初的卸载刚度，Er 表示弹性模量的减少量，它表明了压头和试

样都发生了塑性变形。Ei 表示压头的弹性模量，v 表示试样的泊松比，vi 表示压头的泊松比，