云南石墨烯廠家
發(fā)布時間：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構的新材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫(yī)學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。石墨烯是碳的許多其他異形體的基本結構元素，如石墨、鉆石、碳、碳納米管和富勒烯。石墨烯對于各種各樣的領域來說都是革命性的。石墨烯是已知強度比較高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，是目前為止導熱系數比較高的碳材料，高于單壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。
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機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結構。氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學試劑及高錳酸鉀、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。然后將反應物進行水洗，并對洗凈后的固體進行低溫干燥，制得氧化石墨粉體。取向附生法是利用生長基質原子結構“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浮到釕表面，終鏡片形狀的單層的碳原子會長成完整的一層石墨烯。
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石墨可用于生產耐火材料、導電材料、耐磨材料、潤滑劑、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，這些材料廣泛應用于冶金、石油化工、機械工業(yè)、電子產業(yè)、核工業(yè)和國防等。在鋼鐵工業(yè)，石墨耐火材料用于電弧高爐和氧氣轉爐的耐火爐襯、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，電視機顯像管的涂層等。
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吸收的光會導致載流子(電子和空穴)的產生，石墨烯里面載流子的產生和輸運都和傳統的半導體有很大不同。這使得石墨烯很合適用來做超快的光電感應設備，據估計，這樣的光電感應設備有可能能以500GHz的頻率工作，用于信號傳輸的話，每秒鐘可以傳送5000億個0或者1,可以在1秒內完成兩張藍光光碟內容的傳輸。石墨烯光電感應設備的示意圖和實際樣品的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖中的黑色短線對應5個微米，金屬線之間的距離是一個微米。通過實驗，研究者們發(fā)現，這種金屬-石墨烯-金屬結構的光電感應設備比較高可以達到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)的波長范圍內，而傳統的光電感應管則不能對波長較長的紅外光響應。
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石墨在常溫下單質碳的化學性質比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；高溫下與氧反應燃燒，生成二氧化碳或一氧化碳。此外，近年的研究發(fā)現，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穩(wěn)定性。經過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點，就大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)省大量的金屬材料。