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全國(guó)合成石墨烯復(fù)合材料圖片

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-08-10

石墨烯材料具有強(qiáng)大的導(dǎo)電性能,而且石墨烯是由大量的碳原子組成,以及它具有極強(qiáng)的**性,碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用,所以,石墨烯材料得到了廣泛的應(yīng)用。此外,石墨烯材料還具有其他性質(zhì),例如:電學(xué)性質(zhì)、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高,而且其遷移率也在以光的速度來計(jì)算,已經(jīng)達(dá)到***時(shí)期,而且也是硒化鉛等半導(dǎo)體材料所無法比擬的。經(jīng)過對(duì)石墨烯性能的研究,研究發(fā)現(xiàn)石墨烯材料并不均衡,而且石墨烯的機(jī)械性能也成為了石墨烯的主要性能之一,就目前的情況而言,石墨烯復(fù)合材料的研究已經(jīng)成為了主要研究的問題之一。石墨烯的出現(xiàn),使得石墨烯復(fù)合材料的強(qiáng)度有所提高,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),與不添加石墨烯的復(fù)合材料相比,添加了石墨烯的復(fù)合材料的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于不添加的,并且復(fù)合材料的強(qiáng)度可以提高二分之一甚至一倍。此外,經(jīng)過氧化處理的石墨烯的斷裂強(qiáng)度較高,并增強(qiáng)了石墨烯的緊密型與連接性,想要制成石墨烯水凝膠,必須要使用經(jīng)過氧化處理過的石墨烯。石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異,易分散,易加工。全國(guó)合成石墨烯復(fù)合材料圖片

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數(shù)量的上升,防腐蝕的重要性也越來越突出。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,在世界范圍內(nèi)每年因?yàn)楦g造成的經(jīng)濟(jì)損失在7000億美元以上,我國(guó)每年因?yàn)楦g帶來的經(jīng)濟(jì)損失也在8000億元人民幣以上。由此可以看出防腐蝕的重要性。而石墨烯作為一種新型的材料,在防腐蝕性能上表現(xiàn)較為優(yōu)異,也常常被用作防腐橡膠。當(dāng)前較為常見的應(yīng)用是在環(huán)氧防腐橡膠中添加適量的石墨烯,制作成為一種新的防腐橡膠。其表現(xiàn)出來的性能不僅具有傳統(tǒng)環(huán)氧防腐橡膠中的陰極保護(hù)作用,而且在耐水性、耐硬度等方面更高,使得**終表現(xiàn)出來的防腐蝕性能遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的防腐橡膠。河北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片氧化石墨還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等。

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聚合物太陽能電池常采用氧化銦錫(ITO)作為透明導(dǎo)電電極。其中ITO成本較高,機(jī)械穩(wěn)定性較差,即使在很小的外界機(jī)械應(yīng)力作用下ITO膜也易產(chǎn)生微裂紋導(dǎo)致膜電阻增加,從而使光電器件的性能下降。石墨烯優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度及韌性,使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應(yīng)用潛力[97]。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜,然后在700℃下用肼蒸汽還原,所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104Ω/sq,電導(dǎo)率為22.3S/cm,將其在有機(jī)光伏電池中(OPVs)作為透明電極,所得器件的功率轉(zhuǎn)換效率為0.13%。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機(jī)光伏電池,還可以用于其他光學(xué)器件,例如平板顯示器等。Zhang等[99]對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行950℃熱還原,再使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)光刻以及O2等離子體蝕刻工藝對(duì)還原的石墨烯薄膜進(jìn)行精確可控地刻蝕,制備了石墨烯網(wǎng)狀透明電極(GME),提高了電極的透光率。

在工業(yè)上目前使用的導(dǎo)熱高分子材料有導(dǎo)熱復(fù)合塑料、導(dǎo)熱膠黏劑、導(dǎo)熱涂層、導(dǎo)熱覆銅板及各類導(dǎo)熱橡膠及彈性體,如熱界面彈性體等。目前復(fù)合型絕緣導(dǎo)熱高分子主要是采用絕緣導(dǎo)熱無機(jī)粒子如氮化硼、氮化硅和氧化鋁等和聚合物基體復(fù)合而成;此外,采用導(dǎo)體粒子和聚合物復(fù)合制備的導(dǎo)熱聚合物,如碳材料、金屬填充的導(dǎo)熱高分子材料,適用于低絕緣或非絕緣導(dǎo)熱場(chǎng)合,其中氧化石墨烯同聚合物復(fù)合,其復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能大幅提升引起社會(huì)關(guān)注。導(dǎo)熱高分子主要應(yīng)用于功率電子元器件、電機(jī)等設(shè)備的封裝和電氣絕緣及散熱,和普通聚合物相比,具有4-10倍的熱導(dǎo)率。高導(dǎo)電石墨烯銅復(fù)合材料的電導(dǎo)率可以達(dá)到108-118 % IACS,高于單晶銅和銀的電導(dǎo)率。

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石墨烯的研究熱潮也吸引了國(guó)內(nèi)外材料制備研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報(bào)道的有:機(jī)械剝離法、化學(xué)氧化法、晶體外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等。1、微機(jī)械剝離法2004年,Geim等***用微機(jī)械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測(cè)到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀測(cè)到其形貌,揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因。微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯,但存在產(chǎn)率低和成本高的不足,不滿足工業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)要求,目前只能作為實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。2、化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在規(guī)?;苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面,進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。麻省理工學(xué)院的Kong等、韓國(guó)成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡(jiǎn)易沉積爐,通入含碳?xì)怏w,如:碳?xì)浠衔?,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,通過輕微的化學(xué)刻蝕,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。玻纖增強(qiáng)復(fù)合料材質(zhì)地輕、流動(dòng)性好,良好的加工性能。東北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

石墨烯產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子器件、儲(chǔ)能材料、傳感器、半導(dǎo)體、航天、復(fù)合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。全國(guó)合成石墨烯復(fù)合材料圖片

GO的親水性好,易于分散到水泥基復(fù)合材料中。表5.3總結(jié)了文獻(xiàn)中GO對(duì)于水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,由表5.3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見,添加GO能夠提高水泥基復(fù)合材料早期和后期的力學(xué)強(qiáng)度。由于國(guó)內(nèi)外各研究者所用的GO不同,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論中GO的比較好摻量以及對(duì)于水泥復(fù)合材料的提升效果也有較大差異。關(guān)于GO與水泥基復(fù)合材料的作用機(jī)制,研究者也有不同的觀點(diǎn),目前仍沒有定論。水泥基復(fù)合材料本身是由水泥,水,砂,石等幾種不同物質(zhì)組合在一起形成的一種混合材料,所以,從宏觀方面,其性能和組成材料有很大關(guān)系,水泥、水/膠凝材料的比例、GO類型和養(yǎng)護(hù)齡期等因素對(duì)水泥基復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度都有很大影響。從微觀方面,GO的聚集、分散、尺寸和官能團(tuán)也對(duì)水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能有影響。全國(guó)合成石墨烯復(fù)合材料圖片