濟(jì)南石墨烯廠
發(fā)布時(shí)間：2023-03-30 01:28:53
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可膨脹石墨在一定的溫度下可以迅速膨脹為膨脹石墨。石墨片厚度比石墨烯厚，當(dāng)把石墨片剝成單層之后，這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層就是石墨烯。石墨烯是單層的石墨，石墨可以看成是由多層石墨烯一層層疊加起來的，氧化石墨是將石墨通過強(qiáng)氧化劑氧化，表面生成羥基、羧基等官能團(tuán)，將氧化石墨超聲分散后，由于超聲的振蕩，分散作用很容易將氧化石墨分散層片狀的結(jié)構(gòu)即氧化石墨烯，將氧化石墨烯用還原劑還原又可得到石墨烯。石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。
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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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生物成因是指石墨由有機(jī)質(zhì)直接變成，比較常見于大理巖、片巖或片麻巖中。煤層或含碳沉積巖可經(jīng)熱變質(zhì)作用部分形成石墨，少量石墨是火成巖的原生礦物。分布比較廣是石墨的變質(zhì)礦床，是由富含有機(jī)質(zhì)或炭質(zhì)的沉積巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而成。非生物成因是指通過CO和CO2還原出碳來實(shí)現(xiàn)的。在巖漿巖與石灰?guī)r的接觸帶，常有石墨產(chǎn)出，這是由于石灰?guī)r分解出二氧化碳，又經(jīng)變質(zhì)作用而成的。任何石墨礦床的形成，必須碳質(zhì)集中和有適宜的熱力學(xué)條件，幾乎所有的工業(yè)石墨礦床都出自變質(zhì)作用或內(nèi)生作用，變質(zhì)作用產(chǎn)生的石墨工業(yè)價(jià)值做大。
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石墨是元素碳的一種同素異形體，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形）以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。石墨坩堝具有良好的熱導(dǎo)電性和耐高溫性，在高溫使用過程中，熱膨脹系數(shù)小，對(duì)急熱、急冷具有一定抗應(yīng)變性能。對(duì)酸堿溶性的抗腐蝕性較強(qiáng)，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，所以被廣泛用于合金工具鋼的冶煉。鎂碳磚以高熔點(diǎn)氧化鎂和鱗片石墨作為原料，添加各種非氧化物添加劑，用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的符合耐火材料。鎂碳磚多用于冶金行業(yè)。石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。
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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)。