哈爾濱可膨脹石墨廠家
發(fā)布時間：2022-10-22 01:32:04
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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。石墨烯對于各種各樣的領(lǐng)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(dá)1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。純的無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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石墨烯光電感應(yīng)設(shè)備的工作頻率還有很大的提高余地，優(yōu)越的性能使得它有著廣泛的包括通訊、遙控、環(huán)境監(jiān)測在內(nèi)的應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)石墨烯企業(yè)均在各個領(lǐng)域開始布局，并實現(xiàn)相應(yīng)的產(chǎn)品輸出。隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，基于已有的研究成果，比較先實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域可能會是移動設(shè)備、航空航天、新能源電池領(lǐng)域。在電池生產(chǎn)中石墨烯用途可直接作為正負(fù)極材料，或是作為導(dǎo)電添加劑添加到正負(fù)極材料中，還有是作為涂層提高電池功率特性。由于具備超高電子傳輸能力和良好的導(dǎo)熱能力，石墨烯用途被認(rèn)為會取代現(xiàn)在廣泛使用的硅而成為下一代集成電路的根基。
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石墨烯本來就存在于自然界，只是難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯?；瘜W(xué)氣相沉積法即是使用含碳有機氣體為原料進(jìn)行氣相沉積制得石墨烯薄膜的方法。這是生產(chǎn)石墨烯薄膜有效的方法。石墨烯有非常獨特的光學(xué)性質(zhì)。雖然只有一層原子，但是它在整個可見光直到紅外的波長范圍內(nèi)都可以吸收入射光的2.3%，這個數(shù)字和石墨烯的其他材料參數(shù)沒有關(guān)系，是由量子電動力學(xué)決定的。
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利用石墨耐高溫的性質(zhì)，冶金、鑄造、機械、化工等工業(yè)部門主要用它來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用它做鋼錠的保護(hù)劑、冶金爐的內(nèi)襯等。用石墨做的設(shè)備種類比較多，工業(yè)上需求量也比較大，許多貴重金屬冶煉用的坩堝、耐火磚、鑄模洗滌劑等高溫材料都是用石墨化胚料加工制成的。石墨于低溫時不會產(chǎn)生局部塑性變形，所以即使給予比較低的負(fù)荷，由于應(yīng)力十分集中也會引起破裂。但是當(dāng)溫度升高到一定程度，由于呈現(xiàn)塑性的關(guān)系而在應(yīng)力集中點附近產(chǎn)生局部變形，應(yīng)力有所分散，即使施加比較大的負(fù)荷也不致引起破裂。
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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(jié)構(gòu)。氧化還原法是通過使用硫酸、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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石墨素有黑金之稱，廣泛應(yīng)用于電子、汽車、醫(yī)藥、航空航天、海洋和核能等領(lǐng)域，是極其重要的的戰(zhàn)略性資源。天然石墨是富碳有機物在高溫高壓的地質(zhì)環(huán)境長期作用下轉(zhuǎn)變而成的，是大自然的恩賜。天然石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價值和用途。廣義上，一切通過有機炭化再經(jīng)過石墨化高溫處理得到的石墨材料均可稱為人造石墨。而狹義上的人造石墨通常指以雜質(zhì)含量較低的炭質(zhì)原料為骨料、煤瀝青等為粘結(jié)劑，經(jīng)過配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的塊狀固體材料，如石墨電極、等靜壓石墨等。