云南石墨烯廠家
發(fā)布時(shí)間：2022-02-05 01:40:59
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石墨烯是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。石墨烯是碳的許多其他異形體的基本結(jié)構(gòu)元素，如石墨、鉆石、碳、碳納米管和富勒烯。石墨烯對(duì)于各種各樣的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)都是革命性的。石墨烯是已知強(qiáng)度比較高的材料之一，同時(shí)還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達(dá)1.0TPa，固有的拉伸強(qiáng)度為130GPa。石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。純的無(wú)缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/mK，是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)比較高的碳材料，高于單壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。
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機(jī)械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡(jiǎn)單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結(jié)構(gòu)。氧化還原法是通過(guò)使用硫酸、硝酸等化學(xué)試劑及高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化，增大石墨層之間的間距，在石墨層與層之間插入氧化物，制得氧化石墨。然后將反應(yīng)物進(jìn)行水洗，并對(duì)洗凈后的固體進(jìn)行低溫干燥，制得氧化石墨粉體。取向附生法是利用生長(zhǎng)基質(zhì)原子結(jié)構(gòu)“種”出石墨烯，首先讓碳原子在1150℃下滲入釕，然后冷卻，冷卻到850℃后，之前吸收的大量碳原子就會(huì)浮到釕表面，終鏡片形狀的單層的碳原子會(huì)長(zhǎng)成完整的一層石墨烯。
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石墨可用于生產(chǎn)耐火材料、導(dǎo)電材料、耐磨材料、潤(rùn)滑劑、耐高溫密封材料、耐腐蝕材料、隔熱材料、吸附材料、摩擦材料和防輻射材料等，這些材料廣泛應(yīng)用于冶金、石油化工、機(jī)械工業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)、核工業(yè)和國(guó)防等。在鋼鐵工業(yè)，石墨耐火材料用于電弧高爐和氧氣轉(zhuǎn)爐的耐火爐襯、鋼水包耐火襯等；石墨耐火材料主要是整體澆鑄材料、鎂碳磚和鋁石墨耐火材料。石墨還用于粉末冶金和金屬鑄造成膜材料，石墨粉加入到鋼水中增加鋼的碳含量，使高碳鋼具有許多優(yōu)異性能。在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機(jī)顯像管的涂層等。
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吸收的光會(huì)導(dǎo)致載流子(電子和空穴)的產(chǎn)生，石墨烯里面載流子的產(chǎn)生和輸運(yùn)都和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體有很大不同。這使得石墨烯很合適用來(lái)做超快的光電感應(yīng)設(shè)備，據(jù)估計(jì)，這樣的光電感應(yīng)設(shè)備有可能能以500GHz的頻率工作，用于信號(hào)傳輸?shù)脑?，每秒鐘可以傳?000億個(gè)0或者1,可以在1秒內(nèi)完成兩張藍(lán)光光碟內(nèi)容的傳輸。石墨烯光電感應(yīng)設(shè)備的示意圖和實(shí)際樣品的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖中的黑色短線對(duì)應(yīng)5個(gè)微米，金屬線之間的距離是一個(gè)微米。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究者們發(fā)現(xiàn)，這種金屬-石墨烯-金屬結(jié)構(gòu)的光電感應(yīng)設(shè)備比較高可以達(dá)到16GHz的工作頻率，并且可以高速工作在從300納米(近紫外)到6微米(紅外)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，而傳統(tǒng)的光電感應(yīng)管則不能對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外光響應(yīng)。
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石墨在常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑；高溫下與氧反應(yīng)燃燒，生成二氧化碳或一氧化碳。此外，近年的研究發(fā)現(xiàn)，石墨可以被氯磺酸溶解，形成單層石墨烯的氯磺酸"溶液"。石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好，滲透率低等特點(diǎn)，就大量用于制作熱交換器，反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵設(shè)備。廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節(jié)省大量的金屬材料。