超重力法制备石墨烯材料研究
2019-02-28 11:46:07
石墨烯(Graphenes):是一种二维纳米碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接,结合办法为sp2杂化,这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。
1、石墨烯的根本特性和制备办法
石墨烯(Graphenes):是一种二维纳米碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接,结合办法为sp2杂化,这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚固的纳米材料,它几乎是彻底通明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子搬迁率超越15000cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约1Ω·m,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低,电子搬迁的速度极快,因而被等待可用来开展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。因为石墨烯实质上是一种通明、杰出的导体,也合适用来制作通明触控屏幕、光板、乃至是太阳能电池。图1 石墨烯的结构示意图
石墨烯首要制备办法图2 石墨烯制备办法优缺点比较
制备石墨烯常见的办法为液相剥离法、氧化复原法、SiC外延生长法和化学气相堆积法(CVD)。液相剥离法是在溶液中首要依托机械力的作用,战胜石墨层间的范德华力,将体相石墨剥离成单层或少层石墨烯的办法。现在最常用的剥离设备是超声发生器,存在扩大难、功率低及石墨烯层数较厚等问题。
氧化复原法是经过将石墨氧化,增大石墨层之间的距离,再经过物理办法将其别离,最终经过化学法复原,得到石墨烯的办法。这种办法操作简略,产值高,可是产品质量稍差。一般运用的剥离设备是超声发生器,氧化复原设备是反应釜,导致扩大难及氧化复原功率低一级问题。
SiC外延法是经过在超高真空的高温环境下,使硅原子提高脱离材料,剩余的C原子经过自组方式重构,然后得到根据SiC衬底的石墨烯。这种办法能够获得高质量的石墨烯,可是这种办法对设备要求较高。
CVD法是现在最有或许完成工业化制备高质量、大面积石墨烯的办法。这种办法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特色,但现阶段本钱较高,工艺条件还需进一步完善。这些办法中最有或许规模化的低本钱制备办法是液相剥离法和氧化复原法。
2、超重力氧化复原法制备石墨烯
2.1 超重力技能介绍:
超重力技能是使用旋转填充床(RPB)发生的比地球重力大得多的超重力环境,强化物质的传递、混合、传热及化学反应的技能。
自世纪面世以来,在国内外遭到广泛的注重,因为它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易工作、易修理、安全、牢靠、灵敏以及更能适应环境等长处,使得超重力技能在化工、环保、材料等工业领域中较广泛应用。
超重力工程技能的特色:具有微观混合特性;具有极大的强化传质特性;能发生均匀而有梯度的剪切作用;扩大作用不明显等。图3 年产1万吨超重力法纳米碳酸钙出产线
2.2 超重力氧化复原法制备石墨烯:图4 超重力氧化复原法制备石墨烯研讨布景图5 超重力氧化复原法制备石墨烯根本工艺
2.3 超重力法氧化石墨剥离技能
(1)剥离时刻对氧化石墨烯功能影响:图6 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图7 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯TEM相片
(2)氧化石墨溶液浓度对氧化石墨烯功能的影响图8 不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图9 不同溶液不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯层数示意图
由图9标明:G峰的波数越高,层数越少,G’峰的波数越低,层数越少。D峰和G峰的强度比ID/IG数值越大,缺点程度越高
(3)旋转床办法和超声法制备氧化石墨烯功能比照图10石墨烯循环伏安曲线图(a)经旋转床剥离后制备石墨烯CV曲线;(b)经超声剥离后制备石墨烯CV曲线;(c)两种办法制备石墨烯在10mV/s下CV曲线
成果显现:旋转床办法制备的石墨烯比电容量为225F/g,而超声办法制备为175 F/g。图11 两种办法制备的石墨烯沟通阻抗值比较
旋转床制备的石墨烯沟通阻抗值约为7.5Ω,超声反应釜制备的石墨烯沟通阻抗值约为14Ω,阻抗值更小,导电率更大,选用四探针法测定的石墨烯均匀电导率,RPB剥离的为312.8S/m,超声反应釜的为278.1 S/m 。
2.4 超重力复原技能
(1)温度对超重力复原法制备石墨烯的影响图12 不同复原温度下制备石墨烯的CV曲线图13 不同复原温度下制备石墨烯的EIS曲线
(2)不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响不同复原剂制备石墨烯TEM相片不同复原剂制备石墨烯红外光谱相片
图14不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响
由图14能够看出,VC(抗坏血酸)和复原作用较好,复原程度较高,含氧基团特征峰强度低 。
(3)超重力法和惯例办法复原氧化石墨烯的作用比照图15 超重力法和惯例法制备石墨烯XPS成果比照
小结:3、超重力液相剥离法制备石墨烯图16 超重力液相剥离法制备石墨烯设备图17 超重力液相剥离法制备石墨成果
横向尺度150nm, 厚度3-9层,浓度:0.3mg/ml; 产率:3%; 溶剂为水
4、总结
(1)超重力氧化复原法制备石墨烯具有产品质量高,出产功率高,易产业化的特色。
(2)超重力直接剥离法具有本钱低,产品质量好,易产业化的特色。
(3)这种技能也有望用于其它层状材料,如:高岭土、蒙脱土、云母等的剥离及深加工,欢迎合作开发。
为何石墨软石墨烯“硬”
2019-01-04 15:47:49
导读
为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。
石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。
为何石墨软,石墨烯“硬”?
2019-01-03 09:37:04
为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。
石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。
材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。
石墨烯基无机纳米复合材料
2019-03-07 09:03:45
石墨烯是近年被发现和组成的一种新式二维平而碳质纳米材料。因为其别致的物理和化学性质,石墨烯己经成为备受瞩目的科学新星,是纳米材料范畴的一大研讨热门。在石墨烯的研讨中,根据石墨烯的无机纳米复合材料是石墨烯迈向实践使用的一个重要方向。金属/石墨烯纳米复合材料金属/石墨烯纳米复合材料是经过将金属纳米粒子涣散在石墨烯片上构成的。现在,对该类复合材料的研讨首要会集在用贵金属等功能性金属纳米粒子润饰石墨烯,这不只能够得到比金属自身功能更优越的复合材料,显现出潜在使用价值,并且能够削减贵金属的耗费,具有很大的经济价值。石墨烯与铂系金属的复合用表而积大、导电性好的碳材料负载纳米尺度的铂系催化剂能够明显进步其在质子交流膜燃料电池(PEMFC)中的电催化功能。这不只能够使催化剂表而积最大化,以利于电子的传递,并且导电性的支撑材料起到了富集和传递电子效果。现在所用的首要支撑材料是炭黑,但因为石墨烯有着愈加优异的功能,所以被以为是更为抱负的支撑材料。美国圣母大学的Kamat等用NaBH、复原H2PtCh与氧化石墨烯的混合液,组成了Pt/CE纳米复合材料,所得的复合材料在氢氧燃料电池中的电催化活性(161mW /cm2)高于无支撑的Pt (96mW/cm2),标明石墨烯是开展电催化的有用支撑材料(图1)。图1 Pt/GE电催化反响暗示图南京理工大学汪信课题组提出了制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:先制备氧化石墨,并超声剥离成氧化石墨烯;然后将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯表而;终究复原构成石墨烯/金属纳米复合物(如图2所示)。别的,微波法是一种快速有用地制备金属/石墨烯复合材料的办法。图2制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:1)将石墨氧化得到层间隔更大的氧化石墨,(2)将氧化石墨剥离得到氧化石墨烯片,(3)将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯片上,(4)将氧化石墨烯复原成石墨烯,得到金属/石墨烯纳米复合材料石墨烯与金属Ag的复合南京理工大学汪信课题组以氧化石墨烯为基底,用AgNO3,葡萄糖及经过银镜反响,制备出具有高反射率的Ag纳米粒子薄膜。Ag的附着导致薄膜中氧化石墨烯拉曼信号的增强,其增强程度能够经过氧化石墨烯片在Ag纳米粒子的数量进行调理。图3 一步组成Ag/GO复合材料暗示图Pasrich等将Ag2SO4、参加含KOH的氧化石墨烯悬浮液中,因为氧化石墨烯上的轻基具有酚的弱酸性,在碱性条件下生成酚盐阴离子,酚盐阴离子经过芳香族亲电取代反响将电子搬运给Ag+,使Ag+被复原,生成Ag/CO复合物(如图3所示),用胁复原该复合物得到了Ag/CE复合物。石墨烯与其他金属材料的复合Stark等不必表而活性剂,以石墨烯作为涣散剂包裹在Co表而;然后与聚合物(PMMA,PEO)复合,得到了CE/Co/聚合物复合材料。该材料结合了金属与聚合物的优异功能,为石墨烯供给了一个新的使用途径。Warne:等用简略的办法将CoCl2纳米晶附着在石墨烯上,HRTEM显现CoCl2纳米晶在石墨烯表而发作平动和滚动,终究结组成单个晶粒,在真空下退火可将CoCl2转化成Co,构成Co/CE复合物。该项研讨显现出用石墨烯作为HRTEM分析支撑薄膜的使用远景。半导体/石墨烯纳米复合材料石墨烯因为其共同的电学性质,使得其与半导体材料的复组成为一个热门研讨课题。石墨烯作为半导体纳米粒子的支撑材料,能够起到电子传递通道的效果,然后有用地进步半导体材料的电学、光学和光电转化等功能。例如,用作锂离子电池(LIB)电极材料的半导体纳米粒子与石墨烯制成纳米复合材料,能够有用阻比纳米粒子的聚会,缩短锂离子的搬迁间隔,进步锂离子嵌入功率;一起,能够缓解锂离子嵌入-嵌出所形成的体积改变,改进电池的循环安稳性。石墨烯与TiO2的复合TiO2因其安稳、无污染的特性而成为最佳的光催化材料之一。因为光激起TiO2发生的电子空穴对极易复合,所以使用石墨烯共同的电子传输特性下降光生载流子的复合,然后进步TiO2光催化功率成为了一个研讨热门。图4 (a) TiO, /GE及其受紫外光激起暗示;(b)以石墨烯为载体组成多组分催化体系暗示图美国圣母大学的Kamat等将氧化石墨粉末参加TiO2胶体涣散液中超声,得到包裹着TiO2纳米粒子的氧化石墨烯悬浮液,在氮气的维护下用紫外光照耀悬浮液,得到TiO2/CE复合材料。TiO2作为光催化剂将光电子从TiO2搬运至氧化石墨烯片上,紫外光被以为起到了复原剂的效果(图4a)。该法不只供给了一种氧化石墨烯的紫外光辅佐复原技能,并且为取得具有光学活性的半导体/石墨烯复合材料拓荒了新的途径。最近,该课题组初次组成了以石墨烯为载体的多组分催化体系,他们首要经过光激起将电子从T1O2转至氧化石墨烯片上,部分电子用于氧化石墨烯的复原,其他的电子储存在复原后的石墨烯片上;然后向石墨烯悬浮液引进AgNO3,储存在石墨烯片上的电子将Ag+复原成Ag,然后组成了TiO2和Ag处于别离方位的二维TiO2/Ag/CE催化体系(图4b)。石墨烯与Co3O4的复合Co3O4是一种重要的磁性P型半导体,在催化剂、磁性材料、电极材料等范畴有着很大的使用价值Co3O4与石墨烯的复合被以为能够改进其功能并扩展其使用范畴。图5使用金属有机前驱体组成Co/GE和Co3O4/GE复合材料暗示图Yang等研讨了使用金属有机前驱体组成金属或金属氧化物与石墨烯的复合材料的办法,他们用酞著钻(CoPc)与氧化石墨烯片在中混合后用胁复原,组成了CoPc/CE复合物;然后将所组成的复合物在维护下高温分化生成Co/CE复合物;终究将Co/CE复合物在空气中氧化生成Co3O4/CE复合物(如图5所示)。石墨烯与SnO2的复合现在,SnO2的一个重要开展方向是代替碳材料作为锂离子电池(LIB)负极材料,但因为SnO2充放电过程中体积改变大,然后下降了其循环安稳性。研讨者期望经过其与石墨烯的复合来改进这一点。石墨烯与ZnO的复合ZnO半导体因为具有宽的带隙和较大的激子结合能,在场发射显现器、传感器、晶体管等范畴具有潜在的使用价值。国内外研讨者期望经过其与石墨烯的复合进一步扩展其使用规模。图6水热法在石墨烯片上组成规矩摆放的ZnO纳米棒暗示图Park等研讨了经过水热法在石墨烯片上组成ZnO纳米棒阵列的办法:首要经过化学气相堆积法(CVD)使石墨烯在涂有Ni的SiO2/Si基片上成长(图6a};然后将涂有聚甲基酸甲酷CPM M A)的基片浸入HF中得到游离的PMMA/CE(图6b);再将起维护效果的PMMA溶解在中;终究别离经过两种办法在石墨烯上水热组成了规矩摆放的ZnO纳米棒。石墨烯磁性纳米复合材料人们不只研讨了半导体化合物与石墨烯的复合,还使用其他功能性无机化合物纳米粒子润饰石墨烯。如用磁性纳米粒子润饰的石墨烯材料在电磁屏蔽、磁记录及生物医学等范畴具有宽广的使用远景,是石墨烯复合材料研讨的一个重要方向。结语及展望根据碳纳米管的无机纳米复合材料因为其优秀的性质己经在生物医药、催化、传感器等使用范畴得到了广泛而深化的研讨。与碳纳米管比较,石墨烯具有类似的物理性质、更大的比表而积和更低的生产成本,所以石墨烯是代替碳纳米管组成碳基无机纳米复合材料的抱负基体材料。尽管与石墨烯/聚合物复合材料比较,石墨烯基无机纳米复合材料的研讨起步较晚,但在短短的几年内,石墨烯基无机纳米复合材料的组成及其相关使用的研讨己经取得了很大的发展。但要真实完成石墨烯基无机纳米复合材料大规模组成和产业化使用还而临很多问题和应战。文章选自:化学发展
作者:柏篙、沈小平
漫画简介石墨烯!
2019-03-08 09:05:26
石墨烯被称为“黑金”,又被称为“新材料之王”,是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料,极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。
石墨烯的制备上,多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用,单晶石墨烯工业组成办法仍未找到,因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体,一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点,也是推进职业开展的要害点。而在使用层面,未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。
石墨烯:改变21世纪的材料
2019-01-03 09:36:46
南江集团旗下宁波墨西科技公司近日发出声明,公司300吨石墨烯生产线项目有望在10月底试生产。这意味着石墨烯产业化又向前迈出了一大步,有关专家预估石墨烯将成为21世纪最有前景的材料。
石墨烯,只有一个碳原子厚度的二维材料,也是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料。石墨烯比钢铁还要坚硬200倍,同时又极其轻巧。它的神奇之处在于,尽管硬度超过钻石,可是厚度却只有纸张的200万分之一,还可以弯曲。
需求旺盛 前景广阔
石墨烯的用途广泛,据《华尔街日报》报道,石墨烯具有极强的导电和导热能力。石墨烯的纤薄、导电等功能,让它目前的主要应用集中在电视、手机的触控显示屏上,但从长远来看,石墨烯还可运用于医学、运输等领域。比如,采用石墨烯技术的化妆品,可以替代现在化妆品中的重金属;利用石墨烯制造的无毒害透明胶布,贴在伤口后可以起到隔绝细菌的功能。科学家还预测,石墨烯将实现人们有关可折叠手机和电子报纸的梦想。未来,石墨烯可用于生产频率更高、发热量更小、信息量更大的计算机芯片。用石墨烯制备的手机电池,三分钟就充满电,能打半个月电话。应用了石墨烯的光调制器,可使网络速度快一万倍。石墨烯可实现直接快速低成本的基因测序,几个小时就能测定完你自己的基因序列或者很快就能从基因上鉴定某种疾病。用石墨烯还可开发出超轻型飞机、超坚韧的防弹衣、轻型汽车,甚至是直上九霄的太空电梯。石墨烯无疑是改变21世纪的材料。
中科院在发布的《科技发展新态势与面向2020年的战略选择》研究报告中指出,未来5~10年世界可能发生22个重大科技事件,其中石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料。
技术限制 产能落后
虽然石墨烯的用途广、需求量大,但其开采量却直接受到了生产技术的制约,目前我国石墨烯材料的制备方法有:机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。
微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯,但存在产率低和成本高的不足,不满足工业化和规模化生产要求。
化学气相沉积法,用CVD法可以制备出高质量大面积的石墨烯,但是理想的基片材料单晶镍的价格太昂贵,这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因素。CVD法可以满足规模化制备高质量石墨烯的要求,但成本较高,工艺复杂。
氧化-还原法的缺点是宏量制备,容易带来废液污染和制备的石墨烯存在一定的缺陷,使石墨烯的应用受到限制。
溶剂剥离法的缺点是产率很低。
溶剂热法生产的石墨烯电导率很低
依托科技 赢得机遇
我国石墨烯产业起步晚,对石墨烯的研究还处于相对较落后的阶段。
石墨烯产业的加速发展必须依靠科技,目前国内多所大学在石墨烯的制备及应用领域申请了众多专利,中国石墨烯产业技术创新战略联盟在北京的成立等都将极大地推动石墨烯产业的发展。
国家政策的支持,企业能力的提升,市场旺盛的需求都将引导石墨烯产业向更广的方向迈进,石墨烯的未来前景将不可限量。
石墨烯真神奇
2019-03-07 10:03:00
近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展,有望在不久的将来构成石墨烯工业。
日前,在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上,石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视,成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处,能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。
人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代,下一个量子年代,石墨烯很或许锋芒毕露
和金刚石相同,石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是,因为原子结构不同,金刚石是地球上自然界最坚固的东西,石墨则成了最软的矿藏之一,常做成石墨棒和铅笔芯。
科学家介绍说,石墨烯是从石墨材料中剥离出来,只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲,石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过,留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。
这种只要一个原子厚度的二维材料,一向被以为是假定性的结构,无法独自安稳存在。直至2004年,两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯,证明了其可以独自存在,并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。
据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍,石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。
石墨烯的特色首先是薄,可谓现在世界上最薄的材料,只要一个原子那么厚,约0.3纳米,是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起,石墨烯比金刚石更硬,透光率高达97.7%,是世界上最坚固又最薄的纳米材料。
一起,它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒,是光速的1/300,十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手,比最能导热的银还要强10倍。
石墨烯的特性,也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时,石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动,并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方,在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电,或许可以做成活络的传感器材等。
“人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代,正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。
未来电动轿车运用石墨烯电池,花两三分钟就或许把电充溢
因为石墨烯的奇特功能,加上制备简洁、研讨视角多维,其运用潜力巨大、适用职业广大,成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻,已获得了许多令人震慑的研讨效果,称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。
高明说,从材料化学视点看,石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚,约占全世界的75%,其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。
石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料,用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通,石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。
可以说,石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好,可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高,可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具,石墨烯导热膜可用于手机高效散热……
石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快,并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多,还无法存储足够多的电能。未来,跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进,电动轿车运用石墨烯电池,花两三分钟就或许把电充溢。
我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说,石墨烯的电子运转速度是硅的十倍,由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。
此外,科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发,正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕,仍是可以植入人体的可穿戴设备,都或许靠这样的石墨烯器材来完成。
高涛以为,即便在试验室条件下,石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战,真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合,不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破,发明更多更新更具颠覆性的运用,石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。
国内石墨烯研讨与国外底子同步,有望在不久的将来构成石墨烯工业
石墨烯一向是世界上的研讨热门,并在不断升温。近几年来,全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加,不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明,并且由此生宣布许多详细的研讨方向。
据了解,许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向,美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果,韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。
高涛说,整体来讲,世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡,一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程,给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。
高明以为,现在国内石墨烯研讨与国外底子同步,一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料,国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”,论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月,我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起,国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目,开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。
例如,清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨,开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。
受访专家指出,各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果,让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲,石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展,其限制要素或许说难点,首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间,高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理,还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了,但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了,颠覆性运用才会呈现。
不过科学家们也比较达观,近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展,有望在不久的将来构成石墨烯工业。
“奇迹材料”石墨烯于新三板
2019-01-04 17:20:15
重量极轻,硬度却堪比金刚石:
石墨烯是由碳六角网状构成的二维平面材料(即单层石墨层片),其家族还包括石墨烯衍生材料,即以石墨烯为功能体与其他材料复合或在其他材料辅助下形成的材料。用更通俗的说法就是,这是一块有望让“薄得像纸一样的透明手机”、“1分钟充完电的电池”、“像衬衣一样的防弹衣”等科幻产品变成现实的“点金石”。 石墨烯看上去是材料界的“新生力军”,其实它是饱经沧桑的“老者”。说其古老,是因为石墨烯一直作为天然石墨(尤其是鳞片石墨)的基本单元而广泛存在于自然界中,已经有上万年的历史。让石墨烯焕发年轻活力的是曼彻斯特大学的科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫。2004年,他们将其作为一种材料的概念分离出来,发现石墨烯是目前唯一的能够单独存在的二维晶体材料,两人因此还获得了2010年的诺贝尔物理学奖。 石墨烯非常薄,被认为是世界上最轻的材料,具有极大的强度、导电性、导热性等性能:石墨烯的强度高达130季帕,比最好的钢材还要强上百倍;弹性很好,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。石墨烯的硬度比莫氏硬度达10级的金刚石还要高,但却又有很好的韧性,可以弯曲。此外,石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。石墨烯的热导率也非常高,是世界上导热性能最好的材料。 既能“上天”,又能助力健康: 石墨烯优异的性能决定了其具有广泛的应用价值。石墨烯目前最有潜力的应用是代替硅制造超微晶体管,用来生产超级计算机。据分析,用石墨烯制备的计算机处理器的运行速度将会提高数百倍。这种超级计算机可以为航天飞行器力学、流体、气动、材料等计算提供更为高效的技术手段,提高飞行器设计、材料研发的进程。此外,利用石墨烯材料生产具有超高导热特性的柔性薄膜,这种材料可以用于航天飞行器仪器舱高功率电子器件部位的热管理系统,用于控制关键电子器件的工作有效性。将石墨烯材料加入塑料、复合材料、金属等材料中,可以大幅提高现有材料的力学性能、热物理性能,从而为航天飞行器的轻质化或高载荷化提供高性能材料。利用石墨烯和碳纳米管形成的新型超轻质泡沫材料,作为航天温控系统热耗散型相变储能用高导热骨架材料也具有一定的应用潜力。 另外,石墨烯材料在大容量快速充电锂离子电池、超级电容器、光电传感器、柔性触摸屏、基因测序、超坚韧防弹衣、光调制器、太阳能电池、光驱动等领域也得到了应用开发,均获得了可喜的成果,一些研究成果也可以为航天提供直接或间接的应用。 值得一提的是,采用石墨烯材料制成的枕头,也具有非常好的助眠效果,烯枕依托生物质石墨烯强大的低温远红外功能,与身体共振产生热源实现自暖的同时改善微循环和新陈代谢,使大脑得到充足的氧气和养分,进而改善脑供血不足的状况,缓解睡眠障碍,达到有效放松肌肉、缓解疲劳的效果,帮助使用者轻松摆脱颈部和脑部不适感,迅速进入深度睡眠状态。
第六元素:国内石墨烯粉体产能规模最大的生产企业之一,公司拥有6大系列粉体产品线,在涂料、复合材料等应用领域已取得阶段性成果,而其积极通过与下游战略合作拓宽产业化路径也已取得明显成效,收入规模突破2,000万元。二维碳素:国内石墨烯薄膜产能最大的企业之一,年产能达20万平米。其自主研发的石墨烯透明导电薄膜已规模化应用于触控领域,在便携式智能终端、可穿戴电子产品等领域中是国内第一家销售石墨烯触控产品的企业,具有较高的技术含量和附加值。公司高度重视研发投入,积极开发新产品,是石墨烯薄膜生产及应用的领军者!
如何制备黑磷——有望超过石墨烯的新材料
2019-03-08 12:00:43
磷是地球上含量最丰厚的元素之一,约占地壳中所有元素质量的0.1%。磷元素的同素异形体有、、紫磷和黑磷,其间黑磷的性质最为安稳,反响活性最弱,它在空气中不会焚烧。黑磷是用在很高压强和较高温度下转化而构成的。图1:黑磷晶体及其晶胞结构示意图
黑磷的物理性质黑磷的制备办法
高压法
高压法是最早用于黑磷制备的办法,1914年Bridgman开发出来的。试验过程:首要将放入长约15cm、内径1.5cm的圆柱型钢制容器,然后将装有的容器放入装有火油的高压设备,并在室温条件下加压至0.6×109Pa,随后,将设备加热到200℃,压力提升到1.2×109Pa,可得到黑磷。高压法制备黑磷重复性较好,并且很短时刻内就能完成到黑磷的转化。可是其制备办法需求用到超高压设备,必定程度上导致黑磷出产本钱较高,不利于大规模商业化出产
铋熔化法
首要,在氩气气氛下将和铋颗粒别离放在设备左右两头,并进行抽真空密封处理(如图2a.所示);然后,对和铋粉加热处理,右端底部会构成铋块,上面则生成,此刻把设备右端取下(如图2b.所示);终究,在300℃下加热铋,并将液铋浇注到固体上,把设备放400℃环境下保温48h,随后降至室温,用硝酸除掉铋,即可得到黑磷。图2:铋熔化法制备黑磷设备示意图
矿化法
矿化法是近几年开发的一种制备黑磷的办法。将Au、Sn、SnI4与按必定质量的份额混合,真空封装在石英管中,加热至必定的温度并保温必定的时刻,即可得到黑磷,但终究产品中存在少数未转化的及反响生成的金属磷化物等杂质。但Au报价贵重,SnI4有毒。后来研讨者们发现直接以I、Sn、为质料在常压下也能制备出黑磷,其具体过程:将Sn、I和在氩气气氛下密封,通过程序升降温处理,相同制备出了黑磷。该制备办法不光不再运用贵重且有毒的SnI4作为矿化剂,并且不再需求真空处理,因此简化了制备工艺流程,本钱大大下降,具有很好的工业化使用远景。
制备办法比较
黑磷未来发展远景
用相似制备石墨烯的办法,黑磷也能够得到黑磷烯。与黑磷比较,黑磷烯具有较高的比表面积、较好的机械功能及电学功能,黑磷和黑磷烯在锂离子电池、钠离子电池和超级电容范畴都具有较好的使用远景。可是黑磷的丧命缺点是缺少安稳性。当触摸水和氧气时,黑磷片层会在极短时刻内氧化进而降解。这一缺点极大地约束了黑磷的研讨和工业使用。高安稳性黑磷的成功制备,无疑可有用推进黑磷在光电器材等范畴的工业使用,还将极大促进其在动力、催化、生物医学等范畴的深入研讨。
什么是负极材料的石墨化?
2019-03-08 12:00:43
❂ 1.咱们为什么用不好高镍三元材料?高镍系统中,镍基材料吸水后会在表面生成强碱性的氢氧化锂和碳酸锂,易使浆料变成果冻状。一起,镍基材料吸水后,部分活性物质转化为没有活性的NiO,电化学功能削弱;残留的碳酸锂等在高压下分化会导致电池充放电进程中的产气现象;主张在高镍三元材料的出产中,要严格操控环境湿度,当镍含量超70%时,最好选用氢氧化锂为锂源,运用氧气气氛。
——*清羽*❂ 2.砂磨机在挑选研磨介质时需考虑哪些因素?砂磨机的研磨介质首要有玻璃珠、钢珠、硅酸锆珠,氧化锆珠、纯氧化锆等。在选用时,一要考虑化学组成,防止珠子天然磨损对浆料形成污染;二要考虑密度,比重越大的研磨珠研磨功率越高,但对触摸件磨损也越大,关于易涣散及附聚体较小的浆料,选用密度较小的珠粒,相反则应该运用高密珠粒;三是硬度,理论上硬度越大的研磨珠,磨损率越低;四是粒径,不阻塞筛孔的前提下,尽量选用较小的珠子。——干粉砂浆❂ 3.为何袋式除尘器运用时间越久效果越差?因为除尘器外壳常常会有空气漏入,使袋室里的温度低于露点而呈现结露现象;布袋受潮致使尘埃不是松散地,而是粘糊的附着在布袋上,把布袋的透气孔眼堵死,透气性下降,然后形成收尘功率下降,通风不畅,能耗添加,除尘器压降过大,无法持续作业,有的乃至发作糊袋,无法收尘。
——千岛炉业❂ 4.怎么处理硅碳负极在充放电进程的胀大粉末化问题?
经过操控碳材料中硅的含量、减小硅的体积到纳米级,或许经过改动石墨质地、形状等,完成碳和硅的最佳匹配,还能够经过选用其他物质对硅材料进行包覆,促进胀大后的恢复,或选用更适宜的电极材料等一系列办法,都能够削减硅胀大带来的电极材料粉末化问题。
——big battery
❂ 5.在石墨选矿工艺上,维护大鳞片石墨一般选用什么工艺?
滑石粉和碳酸钙在塑猜中都是做填充的,其意图首要有添加尺度稳定性;添加材料刚度;添加材料耐热功能;下降材料本钱四个方面。其间滑石粉形状是片状,具有更高的刚度,尺度稳定性和耐热温度,增强效果好,而碳酸钙一般都是粒状,所以其刚度等各个方面不如滑石粉,可是其报价更低价,而且白度高,一起对塑料冲击韧性影响小;别的,滑石粉对聚有成核效果,而碳酸钙在这方面效果不明显。
——末夕晴ヽ21r
❂ 6.什么是负极材料的石墨化?
负极材料石墨化是指高温下将碳原子由凌乱不规矩摆放转变为规矩摆放的六方平面网状结构,即石墨微晶结构,其意图是取得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、耐冲突等的功能。石墨化温度可高达3100℃,温度越高,石墨化微晶结构发育越完善。
——Day Day UP
❂ 7.氧化铝、刚玉、蓝宝石有啥差异?
氧化铝、刚玉、红宝石和蓝宝石尽管称号各异,其形状、硬度、性质、用处也不相同,可是它们的首要化学化学皆是氧化铝。刚玉的首要晶型为α型氧化铝,混有少数不同氧化物杂质的优质刚玉就是大名鼎鼎的红宝石和蓝宝石;刚玉是多晶α-氧化铝材料,优质刚玉(宝石级刚玉)是一种氧化铝的单晶产品。
——宝石猎人❂ 8.粒度测验对介质有什么具体要求?最常用的液体介质是水,其次是无水乙醇及其他有机溶剂等。干法常用气体介质是紧缩空气或紧缩氮气。粒度测验对液体介质一般有下列要求: 1、纯洁;2、不与颗粒发作物理、化学反应;3、与颗粒具有杰出的亲和性(杰出的潮湿效果);4、使颗粒处于恰当悬浮状况;5、介质与室温温差尽量小,以防样品池结雾。干法粒度测验对气体介质的要求是纯洁、枯燥、压力可调、无毒无臭、报价便宜等。
——微观讲堂 欢迎报名参与
2017动力颗粒材料制备及测验技能研讨会
10.16-17上海世博展览馆4号馆2#会议室
本次会议旨在为国内外相关学者、工业界人士在动力颗粒材料使用方面的研讨供给沟通渠道,强化职业信息沟通,为锂电池、电容器、燃料电池、电动汽车电池技能打破做出奉献。
主办单位:我国颗粒学会动力颗粒材料专委会、我国粉体网
协办单位:纽伦堡会议(上海)有限公司
资助单位:细川密克朗(上海)粉体机械有限公司、丹东百特仪器有限公司、江苏密友粉体新配备制作有限公司
支撑单位:我国科学院宁波材料技能与工程研讨所、我国科学院进程工程研讨所、清华大学、我国科学院物理研讨所、我国科学院大连化学物理研讨所、我国电池工业协会、我国超级电容工业联盟、上海颗粒学会、北京粉体技能协会、东莞市亿富机械科技有限公司、石家庄日加粉体设备科技有限公司、江苏高准智能配备有限公司、临朐县追日机电设备有限公司、广州中卓智能配备有限公司、深圳市博亿化工机械有限公司、马尔文仪器有限公司、新乡市豪放机械设备有限公司、江苏前锦炉业设备有限公司、东莞市欧华机械有限公司、姑苏松远环保科技有限公司、安徽江川环保设备有限公司、广州番中电气设备有限公司 、贝克曼库尔特商贸(我国)有限公司、江苏新蓝智能配备有限公司、江苏欧卓运送设备科技有限公司
会议亮点
亮点一:动力颗粒材料政策性解读;亮点二:站在颗粒制备的视点,审视锂电池、钠电池、超级电容器、燃料电池等中心动力材料的好坏;亮点三:讨论新式动力颗粒(如石墨烯、碳纳米管、三元锂电正极、钠离子电池电极、金属锂)技能及其在动力存储与转化职业中的使用;亮点四:动力颗粒材料范畴及工业领军人物的最新技能成果沟通;亮点五:展览和会议结合,锂电材料、超级电容器制作配备、检测技能及使用一站式展现。 亮点六:项目对接。1、最新出产工艺寻求协作;2、国内多家锂电池,锂电材料出产厂商,新建项目负责人现场进行原材料,设备,仪器的收购咨询。
会议日程
击下方“阅览原文”了解会议
石墨烯基础科研现状
2019-01-04 09:45:43
石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段,随后即进入快速成长阶段;从2008年开始,尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后,关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。
下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。
一、专利分布
目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究,其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看,2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个,可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。
从石墨烯专利申请国别分布来看,2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国,其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面,欧盟排名第一,2013年共发表了7800篇论文;就国别而论,依然是中国排名第一,共发表了6649篇论文。
总体而言,目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是,从研究深度和创新性而言,非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布
从事石墨烯研究的机构比较广泛,包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作,例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。
从研究机构专利数量口径看,在前十名中,有4家机构来自韩国,4家来自中国,2家来自美国。并且,6家机构都是科研院所或独立科研机构,4家为企业。其中,专利数量最多的是韩国三星电子,其专利申请数量为210个,占全球总量的7.3%,其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布
从石墨烯研究领域分布看,全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。
中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域,发现研究热点分布于:(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用,而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。
四、最新研究成果
在石墨烯制备方面,最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上,目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯,但是这两种方法各有优劣。
在石墨烯应用方面,最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。
在众多最新研究成果中,属于中国研究机构的成果依然稀少,印证了前文中我们提到的,虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先,但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。
石墨烯基纳米复合材料的主要掺杂方法
2019-03-06 10:10:51
碳元素广泛存在,具有许多同素异形体,常以为石墨是由二维网状碳原子组平面经有序堆叠成的晶体,其单层网状平面结构晶体在自然界中并不能独自安稳存在。但早在1988年日本东北大学教授以蒙脱土为模板,用腈做质料,在模板二维层间制得石墨烯片层结构,但当去除模板后不能独自存在,敏捷生成了三维石墨体。
随后2004年英国科学家成功用机械剥离法将石墨层片剥离,取得了碳 原子sp2杂化衔接的单层石墨层片。此种可安稳存在的二维单原子厚度碳原子晶体——自由态石墨烯(Graphene),其根本单元结构是最具安稳结构的六元环,它的发现充分了碳元素宗族,可作为零维富勒烯、一维碳纳米管(特别单壁CNT)、三维金刚石及石墨的根本结构单元,是当时抱负的二维纳米材料,结构如图1。 图1 石墨烯的二维单原子层结构(a)和石墨烯为根本结构单元构成的sp2碳质材料(b)
石墨烯与富勒烯和碳纳米管比较,其报价便宜,质料易得,且质量轻,抱负比表面积大(2630 m2/g),导热功用好[3000 W/(m·K)],拉伸模量和极限强度与单壁碳纳米管适当,一起因为其维数不同,石墨烯也有自己特有性质,如手性的载流子、量子隧穿效应、不会消失的电导率、二维零停止的Dirac费米子系统、搬迁速度高的双极性电流、安德森局域化的弱化现象、半整数的量子霍尔效应及双层石墨烯的场效应,可望成为纳米复合材料的优质基体或填充材料,引起国内外对二维碳材料的研讨热门。
一、石墨烯的制备
近年来,许多科学家致力于探究制备单层石墨烯的途径,特别是要制备高质量、产率高、成本低、结构安稳的石墨烯的办法。现在制备石墨烯的办法首要有以下几种:
①剥离法,包含微机械剥离法和溶剂剥离法等;
②成长法,包含晶体外延成长、取向附生法、化学气相堆积等;
③氧化复原石墨法,包含常用的Hummers法、Standenmaier法、Brodie法等;
④其它办法,首要有电弧放电法、石墨层间化学物途径法、现在十分新颖的高温淬火法与碳纳米管剥开法等。
二、石墨烯基纳米复合材料首要掺杂办法
石墨烯具有适当大的比表面积及共同电子搬迁功用,成为基体载体的抱负材料,经过掺杂可以对石墨烯进行化学改性,然后增强其物化功用。首要的掺杂办法:元素掺杂法、氧化物掺杂法、碳质材料掺杂法等。
2.1元素掺杂法
元素掺杂法可使石墨烯进行化学改性,增强其物化功用。在半导体材料运用中,它是一种十分有用的办法,一起也广泛运用到新式的催化剂范畴中。元素掺杂包含非金属元素掺杂和金属元素掺杂。
2.1.1非金属元素掺杂法
非金属元素掺杂,望文生义是在石墨烯上掺杂非金属元素纳米粒子,即该元素替代了碳原子的方位,在石墨烯上归于代位式杂质,构成了电子搬运或电子空穴。
美国斯坦福大学的Wang等,经过高强度的电子焦耳热加热,使石墨烯和气经过电热反响制备出n-型N掺杂的石墨烯纳米复合材料。通常状况下,石墨烯较简单被掺杂构成p-型(空穴导电)半导体材料。在实践运用傍边,经常也需求n-型(电子导电)掺杂的半导体。
2.1.2金属元素掺杂法
金属元素掺杂,便是金属纳米粒子掺杂。石墨烯具有上下两面的比表面积,作为支撑载体,可供金属纳米粒子重复地镶嵌与脱嵌的结构应变,可表现出杰出的循环功用。一起金属纳米颗粒也具有较大的比表面积和强的催化功用。所以此种掺杂法可使得制备出的纳米复合材料比表面积显着增大,更有利于电子搬迁或储能、储氢空间的扩展以及催化活性的增强。
Kou等经过热膨胀氧化石墨制备出功用化石墨烯片,用Pt的前体H2PtCl6·xH2O处理得出均匀直径约为2 nm巨细的Pt催化剂纳米粒子。选用浸渍法将此Pt纳米粒子均匀地掺杂到此功用化石墨烯片(FGSs)上,取得FGSs-Pt纳米粒子复合材料,故此纳米材料具有更大的比表面积,更好的氧化复原功用且比一般的商业催化剂具有更安稳更优秀的催化功用。
Chao等运用溶液混合法别离制备了Au、Pt、Pd与石墨烯掺杂的纳米复合材料。将这些贵金属(Au、Pt、Pd)的前体(HAuCl4·3H2O、K2PtCl4、K2PdCl4)水溶液和乙二醇都加到经超声后的氧化石墨水溶液中,最终得到金属粒子掺杂的石墨烯纳米复合材料。
2.1.3化合物掺杂法
石墨烯一般状况是由氧化石墨制备成的。氧化石墨具有准二维层状结构,片层上赋有较多极性含氧官能团,易于同具有较高表面活性的纳米氧化物或其它化合物结合,可生成化合物掺杂的氧化石墨烯(GO)复合材料。
Chen等使用调理溶液pH值,反响温度等的液体插入法,经过静电效果,使金属阳离子及其配离子经过静电吸附到氧化石墨烯层间活性基团上,在低温下快速沉积成功制备出了针状的MnO2掺杂的石墨烯插层纳米复合材料,此复合材料电化学功用有了很大进步,跟着MnO2掺杂量的不同,电容量巨细也不同,GO可进步MnO2的分散性,其协同效果使电化学功用得到必定程度的进步。
Cao等选用溶剂热法,用二甲基亚砜作为溶剂,此二甲基亚砜既是溶剂更是作为复原剂,可复原氧化石墨烯,合成了纳米CdS掺杂的石墨烯复合材料,此CdS在石墨烯表面的分散性较好且粒径较小。
2.1.4碳质材料掺杂法
试验证明石墨烯是一种较好的超级电容器碳材料,其理论比表面积很大,但会在枯燥后失掉层间的水以及其它溶剂,然后发作层与层之间的叠层以及聚会等现象。
为了处理枯燥后石墨烯叠层和聚会的发作,经过掺杂碳纳米管到石墨烯层间,即碳纳米管上的官能团与石墨烯上的官能团彼此发作反响,使得碳纳米管接枝在石墨烯表面,使得石墨烯层与层之间彼此分脱离,然后到达进步石墨烯枯燥后的比表面积。
Dimitrakakis等规划了一种石墨烯和碳纳米管掺杂的复合结构,,用蒙特卡洛办法计算出,此结构的储氢才能只稍微低于美国能源部标准45g/L。一起研讨石墨烯的储氢功用,也对提醒在其表面的吸附方式有着重要意义。
葛士彬用肼做复原剂,复原氧化石墨水溶液,成功将碳纳米管掺插到石墨烯层间,制得碳纳米管/石墨烯纳米复合材料,把其做成电极片测验其电容功用。
三、结语
石墨烯从一个新生儿敏捷成为科学界的新宠,其优异功用逐步被开掘,运用范畴也不断地被开发。这些掺杂法制备出的纳米复合材料运用广泛,首要在超级电容器、传感器、储氢方面以及生物医学等范畴杰出。
但石墨烯的开展也存在一些问题,例如,该怎么大规模制备高质量石墨烯,使其不会发生较多的褶皱,以及怎么坚持其安稳的分散性,使其层间剥离后,不会从头堆积成多层的石墨烯片或是复原回石墨。此外,一些石墨烯的其它功用现在还不清楚,如磁性、光学功用等。因而往后应着力于开辟石墨烯和其它学科范畴的穿插,探究石墨烯功用化及一些其它新功用。
节选自:《化工发展》
作者:张紫萍,刘秀军,李同起,胡子君
高铝青铜合金是什么材料
2019-05-30 17:50:51
高铝青铜合金是什么材料高铝青铜合金又称为TS高铝青铜合金,它是一种主要由铜,铝加上一些其他稀有金属元素而铸成的一种铜合金材料。其功能能够依据不同的要求制成硬度在20~45度之间的高硬度材料。其最大的优势是高耐磨功能,能够用作冲压模,拉丝模还有注塑模中的滑块镶块等。 关于高铝青铜的一些其他介绍从网上查找如下: 一.跟着我国模具工业的开展,对模具材料的数量、质量、种类和功能等方面提出了更高、更新的要求、模具材料商场也得到敏捷的开展。模具材料的挑选对注塑,拉伸产品的质量及加工功率有着亲近的联系。 模具材料包含的规模很广,从一般的碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、马氏体时效钢到硬质合金、难熔合金、高温合金、非铁金属等都可选用,其间主要是归于合金工具钢的模具钢。T/S铜合金又称高铝青铜,作为一种新式、高功率模具铜合金材料近年来现已得到运用,凭仗其优异的功能必将在今后的模具材料中得到更广泛的运用。其硬度可达HRC45-55度,不用热处理,制造制作简略,摩擦系数低,而且在合金中参加耐磨元素,使本来就耐磨的铜合金的耐磨性更进一步进步,特别适合做拉伸模的需求。二.T/S铜合金作为一种新式的模具材料具有以下特征:1)进步加工功率因为TS铜合金的导热系数遍及较高,最高是模具钢的10倍,而且导热系数会跟着工作温度的进步而进步。因此塑料制品中的热量能够敏捷的经过模具成型部件传递到冷却系统。2)进步注塑件质量熔融塑料在其充模后的冷却定型过程中,因为制品几许形状的影响,模腔表面遍地的温度很难均匀共同,假如制品的遍地冷却速度有所差异,那么将会导致制品的缩短不均,而且发作必定的内应力,这样对制品成型质量有所影响,严峻时将影响产品的合格率。假如在热量比较集合的区域选用TS铜合金作镶块,这样能够缩短制品全体的成型周期,或许全体的型腔、型芯彻底选用TS 铜合金,因为合金杰出的导热功能,因此可获得均匀的模温,使制品均匀冷却缩短,削减翘曲变形的发作,进步注塑制品的质量!3)制作简略,抛光功能超卓TS铜合金在制作时无需热处理,削减了因为热处理引起的变形,而且使精制作更为简洁。假如选用TS铜合金,这些部件本身能够不设出计冷却水道,只要与循环的冷却液触摸就能到达抱负的冷却作用。别的,TS铜合金的抛光功能杰出,选用恰当的抛光办法,有些能够获得镜面的抛光作用。4)延伸模具的寿数模具的运用寿数与模具材料的硬度与对温度应力的灵敏程度有关。有些TS铜合金的硬度能到达40HRC以上,假如不进行表面镀铬等处理,硬度能够和预硬模具钢相媲美。可是TS铜合金具有高导热功能,能将打针物料的热量敏捷分散,下降模腔内的热梯度,一起下降温度应力,削减模腔的热裂纹与热裂化的发作走势,进步模具的运用寿数。5)模具规划更为简略在注塑制作时,塑料制作者期望将熔融塑猜中的热量敏捷的均匀的传递到冷却系统中,因为这样做有利于缩短成形周期,进步塑料制品的质量。可是钢材的本身的导热功能并不高,例如P20只要38W/m.K,因为铜合金的高导热功能,模具规划工程师能够在规划冷却系统时不用像运用模具钢是那样在成型零部件的冷却水道上大做文章,运用铜合金无疑能够减低前期本钱。三.T/S铜合金作为一种新式的模具材料凭仗其优异的功能,运用规模越来越广,需求量也越来越大。其运用规模大致包含以下几个方面:1)冲压模,拉伸模的制造。在T/S铜合金材料应用于不锈钢板材拉伸模材程中,普通碳钢模具只能拉伸1-2万件产品,而T/S铜合金模具能到达拉伸7万件产品的运用寿数。2)可广泛用于注塑模滑块及镶块。3)用于制造铜套,铜涡轮。
石墨烯增强型3D打印材料要来啦!
2019-03-07 11:06:31
导读
据悉,3D打印巨子Stratasys公司正与美国加州的矿业技能开发公司GraphiteTechnologies协作,一起研制石墨烯增强型3D打印材料。
我国粉体网讯材料工业是国民经济的基础工业,特别新式材料,将会给工业带来革新性的革新,新材料是材料工业开展的先导,是重要的战略性新式工业。21世纪的今日,科技革新迅猛开展,新材料产品一日千里,工业晋级、材料更新换代脚步加速。新材料技能与信息技能、生物技能、纳米技能等彼此交融,结构功用一体化、功用材料智能化趋势显着,材料的低碳、绿色、可再生循环(环保)等环境友好特性倍受重视。
3D打印技能的开展离不开其打印材料的开展,现在较为老练的3D打印技能包含SLS、SLA、FDM等,因打印技能的不同所对应的打印材料也就不同,例如SLS常用的打印材料是金属粉末,而SLA一般用光敏树脂,FDM选用的材料比较广泛,如ABS塑料、PLA塑料等。
石墨烯被称为黑金、新材料之王,科学家乃至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。它是现在已知最薄的材料,只要一个碳原子厚,它一起又是最强的材料,比结构钢强约200倍。石墨烯的导电功能优于铜,而热传导性优于一切其他材料。石墨烯几乎是彻底通明的,但它的结构如此严密,即使是最小的原子氦也无法穿过它。作为现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料,石墨烯极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技能新工业革新。早在2016年,闻名石墨烯厂商、伦敦上市公司HGI全资子公司HCS就宣告将与热塑性3D打印线材生产商Filamentprint公司及Fullerex公司一起协作,推行和供应石墨烯增强聚乳酸(PLA)线材以用于3D打印使用。
据悉,这款石墨烯增强型PLA线材,有1.75毫米、2.85毫米线径两种规格可供挑选,该线材具有超卓的首层附着力和Z轴强度坚持率、更快的处理速度、改善的强度和功能、优秀的表面作用和改善的尺度精度等特性。
不难想象,假如可以成功实现用石墨烯作为3D打印材料,那么3D打印机可以构建的零部件在强度、轻质化、柔韧性以及导电性等方面的功能体现将会大幅度的进步。
石墨烯/橡胶纳米复合材料的制备与性能研究
2019-01-04 17:20:18
石墨烯具有极高的力学性质和导电/导热性质,在橡胶复合材料中具有广阔的应用前景,石墨烯不仅能明显提高复合材料的物理机械性能,同时赋予其功能性。本文将综述石墨烯/橡胶复合材料的制备及其性能的研究进展。
橡胶/石墨烯复合材料制备方法
由于石墨烯优异的性质以及低的成本,石墨烯作为橡胶纳米填料被广泛报道。为了获得优异性能的石墨烯/橡胶复合材料,首先要保证石墨烯在橡胶基体中均匀分散。石墨烯的分散与复合材料的制备方法、石墨烯表面化学、橡胶种类以及石墨烯例象胶界面关系有着密切关系。石墨烯/橡胶复合材料的制备方法主要有溶液共混、直接加工和胶乳共混3种方法。
溶液共混法
溶液共混法是指将石墨烯和橡胶分散在溶剂中,在搅拌或超声作用下进行共混,然后挥发溶剂或加入非溶剂进行共沉淀,再硫化制备复合材料的方法。通过溶液共混制备复合材料的关键是将石墨烯及其衍生物均匀分散在能溶解橡胶的溶剂中。
由于GO表面含有很多含氧官能团,在超声作用下,GO能够稳定分散在一些极性有机溶剂如DMF和THF中,这为制备GO复合材料提供了重要前提。对于化学还原或热还原的石墨烯而言,很难将其直接分散在溶剂中,因此需要进行改性处理。直接共混法
直接共混法也称为机械混合法,是指将石墨烯、橡胶配合剂在开炼机或密炼机中与橡胶进行机械混炼,然后硫化制备石墨烯/橡胶复合材料的方法。该方法在机械剪切力作用下分散填料,工艺流程简单,成本低,是目前工业生产橡胶复合材料的主要方法。
虽然直接共混法方便,但在混炼过程时,由于橡胶豁度大,加工困难,且石墨烯片层间范德华力强,橡胶和石墨烯的极性相差大,所以石墨烯很难剥离并均匀分散在橡胶中,另外石墨烯表观密度低导致加料困难。
胶乳共混法
胶乳共混法通常是先将石墨烯及其衍生物分散在水相中,再与橡胶胶乳混合,经过絮凝、烘干、混炼配合制备复合材料。由于绝大多数橡胶都存在胶乳,而且GO和改性石墨烯能稳定分散在水中,因此胶乳共混法为制备石墨烯/橡胶复合材料的制备提供了一种有效和简单的途径。另外,胶乳共混法有利于石墨烯在橡胶中均匀分散,并避免有毒溶剂的使用。
石墨烯/橡胶复合材料性能
机械性能
石墨烯被认为是目前最硬、强度最高的材料,拥有超高的比表面积,加入非常少量石墨烯就能明显提橡胶复合材料性能,下图对比了几种纳米填料对橡胶增强效率,可以看到石墨烯具有更显著的增强效果。虽然纳米填料对聚合物有着非常高的增强效率(加入少量份数即带来强度、模量等大幅度提升),但当加入较多份数时(如大于10 wt%),纳米填料容易发生严重聚集,反而导致复合材料性能下降。为了充分发挥不同形状、形态和性质的纳米填料的各自优势,将两种不同维度的纳米填料进行杂化(杂化填料)并加入到聚合物中,对提高聚合物复合材料的机械性能和导电(热)性表现出显著的协同效应。 接枝反应示意图
导电性
石墨烯具有高的比表面积和电导率,研究报道,石墨烯填充的聚合物复合材料拥有高的电导率和更低的导电值,这为制备轻质量、高导电性的橡胶复合材料提供了机遇。石墨烯/橡胶复合材料的电导率主要依赖于石墨烯比表面积、石墨烯含量、石墨烯分散和分布以及石墨烯例象胶界面结合。TEG比表面积对SR导电性影响石墨烯片层间相互搭接形成3D互连网络结构
通过控制石墨烯在复合材料中的分布,能有效降低复合材料的导电值并提高其导电率。
导热性
导热橡胶在电力电子、热管理材料等领域具有广泛应用。石墨烯具有超高的热导率(5000 W /(mk)),明显高于碳纳米管(3000 W/(mk))因此石墨烯在制备导热橡胶复合材料中也有巨大的应用前景。在橡胶复合材料中,热能主要通过声子进行传递,强的填料镇料、填料沛象胶祸合有利于热能的传导。因此为了获得具有高热导率的石墨烯/橡胶复合材料,需要降低界面声子损耗,增强石墨烯锻胶界面作用。
气体阻隔性
橡胶作为一种重要的密封材料,在工程技术领域有着广泛应用。石墨烯为二维片层材料,具有很大的比表面积,且对气体分子具有优异的阻隔性,因此石墨烯在提高橡胶复合材料气体阻隔方面也具有潜在的应用。
其他性能
石墨烯除了能有效提高橡胶复合材料强度电导率和热导率外如改善其动态使用还能改善复合材料其他性能、增加其耐磨性。
总结与展望
石墨烯具有优异的物理和电子特性,如超高的强度、超高的导电率和导热率、大的比表面积。作为橡胶纳米填料,石墨烯具有非常高的增强效率和效果,同时还可以赋予橡胶材料其他特性如导电性、导热性,改善其动态性能和气体阻隔性等,对橡胶制品的高性能化和功能化具有特别的意义。
石墨烯/橡胶复合材料研究存在的挑战和机遇:
(1)需要明确石墨烯的结构特性,确定结构对性质的影响,为石墨烯的改性和其复合材料制备提供理论基础;
(2)虽然石墨烯价格比碳纳米管低,但是仍然缺少简单有效的方法宏量生产石墨烯。这是制备石墨烯/橡胶复合材料的重要前提;
(3)由于分散和界面对橡胶复合材料性能的决定性影响,目前石墨烯/橡胶复合材料的基础研究关键在于复合材料结构设计的方法学、形态结构的细致和定量化表征(例如3DTEM的应用)以及结构性能关系的确立等几个重要方面;
(4)虽然石墨烯在橡胶材料中具有巨大的潜在应用优势,但目前缺乏石墨烯/橡胶应用性研究,尤其是有关石墨烯在高性能轮胎工业的应用。
稀土是什么
2019-02-12 10:08:00
稀土元素开始是从瑞典产的比较稀疏的矿藏中发现的,“土”是按其时的习气,称不溶于水的物质,故称稀土。 依据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿藏生状况和不同的离子半径可发作不同性质的特征,十七种稀土元素一般分为二组。 轻稀土(又称铈组)包含:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 重稀土(又称钇组)包含:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 称铈组或钇组,是因为矿藏经别离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。 稀土元素的首要物理化学性质: 稀土元素是典型的金属元素。它们的金属生动性仅次于碱金属和碱土金属元素,而比其他金属元素生动。在17个稀土元素傍边,按金属的生动次第摆放,由钪,钇、镧递加,由镧到镥递减,即镧元素最生动。稀土元素能构成化学安稳的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素能够和氮、氢、碳、磷发作反响,易溶于、硫酸和硝酸中。 稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物,因而在钢水中参加稀土,能够起到净化钢的作用。因为稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大,很简单添补在其晶粒及缺点中,并生成能阻止晶粒持续成长的膜,从而使晶粒细化而进步钢的功能。 稀土元素具有未充溢的4f电子层结构,并由此而发作多种多样的电子能级。因而,稀土能够作为优秀的荧光,激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。 稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等构成结合物,使稀土广泛用于印染职业。而某些稀土元素具有中子抓获截面积大的特性,如钐、铕、钆、镝和铒,可用作原子能反响堆的操控材料和减速剂。而铈、钇的中子抓获截面积小,则可作为反响堆燃料的稀释剂。 稀土具有相似微量元素的性质,能够促进农作物的种子萌生,促进根系成长,促进植物的光合作用。
铝锭是什么
2017-06-06 17:49:57
铝锭是什么?铝锭是一种重要的合金物,让我们对它进行下介绍。铝是一种银白色金属,在地壳中含量仅次于氧和硅排在第三位。铝的密度铝锭小,仅为铁的34.61%、铜的30.33%,因此又被称作轻金属。铝是世界上产量和用量都仅次于钢铁的有色金属。铝的密度只有2.7103㎏/m3,约为钢、铜或黄铜密度的1/3左右。由于铝的材质轻,因此常用于制造汽车、火车、地铁、船舶、飞机、火箭、飞船等陆海空交通工具,以减轻自重增加装载量。铝在军工中也有广泛应用。 铝锭分类铝锭按成分不同分重熔用铝锭、高纯铝锭和铝合金锭三种:按形状和尺寸又可分为条锭、圆锭、板锭、T形锭等几种,下面是几种常见的铝锭; 重熔用铝锭--15kg,20kg(≤99.80%Al): T形铝锭--500kg,1000kg(≤99.80%Al): 高纯铝锭--l0kg,15kg(99.90%~99.999%Al); 铝合金锭--10kg,15kg(Al--Si,Al--Cu,Al--Mg); 板锭--500~1000kg(制板用); 圆 锭--30~60kg(拉丝用)。在我们日常工业上的原料叫铝锭,按国家标准(GB/T 1196-2008)应叫“重熔用铝锭”,不过大家叫惯了“铝锭”。它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。铝锭进入工业应用之后有两大类:铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件;变形铝及铝合金是以压力加工方法生产铝的加工产品:板、带、箔、管、棒、型、线和锻件。按照?重熔用铝锭?国家标准,“重熔用铝锭按化学成分分为6个牌号,分别是Al99.85、Al99.80、Al99.70、Al99.60、Al99.50、Al99.00”(注:Al之后的数字是铝含量)。目前,有人叫的“A00”铝,实际上是含铝为99.7%纯度的铝,在伦敦市场上叫“标准铝”。大家都知道,我国在五十年代技术标准都来自前苏联,“A00”是苏联国家标准中的俄文牌号,“A”是俄文字母,而不是英文“A”字,也不是汉语拼音字母的“A”。和国际接轨的话,称“标准铝”更为确切。标准铝就是含99.7%铝的铝锭,在伦敦市场上注册的就是它。铝及铝产品分类1、电解铝的生产过程:铝土矿→氧化铝→电解铝。2、按照铝锭的主成份含量可以分成三类:高级纯铝(铝的含量99.93%-99.999%)、工业高纯铝(铝的含量99.85%-99.90%)、工业纯铝(铝的含量98.0%-99.7%)。3、按照铝锭的市场产品型态可以分成三类:一类是加工材,如板、带、箔、管、棒型、锻件、粉末等;一类是铸造铝合金、盘条线杆电缆等;一类是日常生活中的各类铝制品等。界铝工业的真正工业化生产始于1886 年,1956 年全球铝产量开始超过铜跃居有色金属的首位,成为仅次于(钢)铁的第二大金属。近几年全球铝加工业技术和装备水平的提高,特别是中国铝工业的迅速发展,带动了全球铝产量迅猛增长。截止到2004 年末,全球原铝总产量达到了2985 万吨。铝锭生产主要集中在中国、美国、俄罗斯、加拿大、澳洲、巴西、挪威等国家,产量约占全球的60%以上。铝的供应来源除了原铝(铝土矿-氧化铝-电解铝)外,回收铝也占有很高比例。回收铝又分为旧料回收(主要来源是饮料罐和汽车废件)、新料回收(加工过程中的废屑)两种。通过了解铝锭是什么,我们对其有了更深入的了解,之后的操作也会更加的得心应手。
稀土是什么?
2017-12-28 10:44:57
稀土是什么?稀土一词是前史遗留下来的称号。稀土元素是从18世纪末叶开端连续发现,其时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。土一般是以氧化物状况别离出来的,又很稀疏,因此得名为稀土。一般把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的依据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分红三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。稀土是什么?稀土是我国最丰厚的战略资源,它是很多高精尖工业所必不可少质料,我国有不少战略资源如铁矿等匮乏,但稀土资源却非常丰厚。 在当时,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展我国家维护本身权益,对立大国强权的重要兵器。我国改革开放的总设计师邓小平同志从前意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。”“中东有石油,我国有稀土。”这是邓小平1992年南巡时说的一句名言。然而,在发达国家先后将稀土视为战略资源,并有所举动的时候,稀土在我国更多只被看作是交换外汇的普通商品。
铜箔是什么
2017-06-06 17:50:06
Copper foil(铜箔):一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的
金属
箔, 它作为PCB的导电体。它容易粘合于绝缘层,接受印刷保护层,腐蚀后形成电路图样。 Copper mirror test(铜镜测试):一种助焊剂腐蚀性测试,在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。基本简介 铜箔由铜加一定比例的其它
金属
打制而成,铜箔一般有90箔和88箔两种,即为含铜量为90%和88%,尺寸为16*16cm 铜箔 是用途最广泛的装饰材料。如:宾馆酒店、寺院佛像、金字招牌、瓷砖马赛克、工艺品等; Copper foil(铜箔):一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的
金属
箔,它作为PCB的 导电体。它容易粘合于绝 铜箔缘层,接受印刷保护层,腐蚀后形成电路图样。 Copper mirror test(铜镜测试):一种助焊剂腐蚀性测试,在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。
铅粉是什么
2017-06-06 17:50:01
铅粉是什么是投资者想知道的信息,因为了解它可以帮助操作。铅粉性质为白色的粉末,或凝聚成不规则的块状,手捻之立即成粉,有细而滑腻感。 质重。 以色白细腻,无杂质者为佳。 不溶于水及酒精.能溶于碳酸水及稀硝酸。 遇硫离子则变黑色。 在闭管中燃烧则生水,在木炭上燃烧则生铅粒。铅粉是用来画国画的专用颜料。现在销售的一般为管装和颜料块,也有颜料粉的。传统的中国画颜料,它一般分成矿物颜料与植物颜料两大类,从使用历史上讲,应先有矿物、后有植物,就象用墨先有松烟、后有油烟。远古时的岩画上留下的鲜艳色泽,据化验后,发现是用了矿物颜料(如朱砂),矿物颜料的显著特点是不易退色、色彩鲜艳。植物颜料主要是从树木花卉中提炼出来的。铅粉属于矿物颜料。功用主治1、劳复与食复(按:大病初愈,尚未恢复,便有性交,引起发烧、便赤、卵肿或缩入等症状,叫做“劳复”。因贪食而旧病复发,叫做“食复”)。用粉锡少许,水冲服。 2、小儿脾泄不止。用红枣二十个,去核,将粉锡填入,在瓦上烘干,去枣留粉,再研细。每服三分,米汤送下。 3、赤白痢。用粉锡一两,调鸡蛋清,和灸烘焦,研细。每次用冷水冲服一钱。 4、小儿疳痢(按:由疳疾引起,时痢时止。痢时,红白兼有,全身黄瘦)。用粉锡先蒸后熬,等变色时,每服半钱,米汤送下。 5、小儿腹胀。用盐熬粉锡,等变色后,即取以摩擦腹部。 6、小儿肚皮变青,极为危险。用上法可治好。 7、小儿夜啼不止。用粉锡如三粒豆子那样大的量,水冲服。一天服三次。 8、身热多汗。用粉锡半斤、雷丸四两,共研细,当作扑粉扑身。 9、绦虫蛔虫。用少量粉锡,炒后放在肉汤里空心服下,大效。 10、鼻血不止。用醋炒粉锡,服一钱,即见效。 11、齿缝出血。用粉锡半两、麝香半钱,卧时擦牙。 12、跌打瘀血。用粉锡一钱,和水冲服。虽脸青、气短、欲死者亦有效。 13、跌打断骨。用粉锡、硼砂等分,研细。每服一钱,苏木汤送下。宜多饮苏木汤。 14、面皮抓伤。用香油调粉锡搽患处。 15、打伤后肿痛成疮。用粉锡一两、生赤石脂一钱、水银一分,拌麻油,调成膏,摊在油纸上贴佃处。脱肉的地方,可有膏填满,再包扎好。 16、黄水脓疮。用粉锡煅黄三钱,加松香三钱、黄丹一钱、细矾二钱,共研为末。倒入香油二两,熬成膏子涂搽。 17、口角生疮。用炒粉锡一分、黄连半两,共研为末,搽患处。 18、翻花恶疮(按:疮内有米粒状小颗,破则出血),翻出于外,故称翻花)。用粉锡一两、胭脂一两,共研为末。在盐水洗净患处后,即将药搽上。一天搽五次。 19、蜂巢疮。用粉锡、朱砂等分,研细,调蜜搽疮上。 20、汤火伤。用羊子骨髓调粉锡涂搽。 如果你想更多的了解关于铅粉是什么的信息,你可以登陆上海有色网进行查询和关注。
钨金是什么
2017-06-06 17:49:59
钨金是什么?钨金是一种子虚乌有的东西,最起码在中国是这个样子,在我国,国家标准对三种钨的产品进行了规定,分别是钨条、钨粉、钨合金。之所以有钨金这一称呼,完全是市场为了配合销售所做的夸大。以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中,钨的熔点最高,高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好,比重大,除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外,钨及其合金广泛用于电子、电光源工业,也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。钨金全称碳化钨合金,工业领域也叫钨钢。钨金是世界上最硬的金属,硬度在8-9M(莫氏硬度标准)之间,仅次于钻石(10M)。 钨是一种稀有金属,把钨矿石经过采掘、研磨、水重选、提炼等提炼成纯度60%或90%的钨粉,再经过高温电炉提炼成型生产出的成品就是钨条。钨条的熔点3500℃左右。目前钨矿主要分布在中国和俄罗斯。通常钨条的纯度都应在99.95%以上,而且必须出具权威机构的检验分析测试报告,例如:国家有色金属及电子材料分析测试中心分析测试报告或者全世界承认的通标标准(SGS)。金属钨的主要用途:1、加工用车刀刀头、照明器材用钨丝及各种导热体; 2、制造高级汽车的曲轴、缸筒的配料,铸造各种特殊钢的配料; 3、广泛用于枪支、火炮、火箭、卫星、飞机、舰船的制造。 4、制造珠宝首饰等流行佩饰。钨的抗氧化性能差,氧化特点与钼类似,在1000℃以上便发生三氧化钨挥发,产生“灾害性”氧化。因此钨材高温使用时必须在真空或惰性气氛保护下,若在高温氧化气氛下使用,必须加防护涂层。
金属材料的使用性能是什么?
2019-05-30 20:03:30
1.密度(比重):材料单位体积所具有的质量,即密度=质量/体积,单位为g/cm3。 2. 力学性能: 金属材料在外力效果下表现出来的各种特性,如弹性、塑性、耐性、强度 、硬度等。 3. 强度: 金属材料在外力效果下反抗变形和开裂的才能。屈从点、抗拉强度是极为重要 的强度目标,是金属材料选用的重要依据。强度的巨细用应力来表明,即用单位面积所能承 受的载荷(外力)来表明。 4. 屈从点: 金属在拉力实验过程中,载荷不再添加,而试样仍持续发作变形的现象,称 为“屈从”。发生屈从现象时的应力,即开端发生塑性变形时的应力,称为屈从点,用符号 σs表明,单位为MPa。 5. 抗拉强度: 金属在拉力实验时,拉断前所能接受的最大应力,用符号σb表明,单位 为MPa。 6. 塑性: 金属材料在外力效果下发生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形),但不 会被损坏的才能。 7. 伸长率: 金属在拉力实验时,试样拉断后,其标距部分所添加的长度与原始标距长度 的百分比,称为伸长率。用符号δ,%表明。伸长率反映了材料塑性的巨细,伸长率越大, 材料的塑性越大。 8. 耐性: 金属材料反抗冲击载荷的才能,称为耐性,通常用冲击吸收功或冲击耐性值来 衡量。 9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷效果下,折断时所吸收的功。用符号A?k表明,单位为J 。
铜是什么
2019-03-19 09:03:26
铜是什么
期货是什么
2018-05-10 19:14:40
现货交易是投资者交纳5%-10%的保证金后,在期货交易所内买卖各种商品标准化合约的交易方式。一般的投资者可以通过低买高卖或高卖低买的方式获取赢利。现货企业也可以利用期货做套期保值,降低企业运营风险。期货交易者一般通过期货经纪公司代理进行期货合约的买卖,另外,买卖合约后所必须承担的义务,可在合约到期前通过反向的交易行为(对冲或平仓)来解除。期货交易是商品生产者为规避风险,从现货交易中的远期合同交易发展而来的。在远期合同交易中,交易者集中到商品交易场所交流市场行情,寻找交易伙伴,通过拍卖或双方协商的方式来签订远期合同,等合同到期,交易双方以实物交割来了结义务。交易者在频繁的远期合同交易中发现:由于价格、利率或汇率波动,合同本身就具有价差或利益差,因此完全可以通过买卖合同来获利,而不必等到实物交割时再获利。为适应这种业务的发展,期货交易应运而生。
白铜是什么
2017-06-06 17:50:03
白铜是什么?答:白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色,有
金属
光泽,故名白铜。铜镍之间彼此可无限固溶,从而形成连续固溶体,即不论彼此的比例多少,而恒为α--单相合金。当把镍熔入红铜里D200,含量超过16%以上时,产生的合金色泽就变得相对近白如银,镍含量越高,颜色越白,但是,毕竟与铜融合,只要镍含量比例不超过70%,肉眼都会看到铜的黄色。何况通常白铜中镍的含量一般为25%。白铜的用途?答:在铜合金中,白铜因耐蚀性优异,且易于塑型、加工和焊接,广泛用于造船、石油、化工、建筑、电力、精密仪表、医疗器械、乐器制作等部门作耐蚀的结构件。某些白铜还有特殊的电学性能,可制作电阻元件、热电偶材料和补偿导线。非工业用白铜主要用来制作装饰工艺品。如何区分白铜与纯银饰品?答:由于白铜饰品从颜色、做工等方面和纯银饰品差不多。有的不法商家利用消费者对银饰不了解的心理,把白铜饰品当成纯银饰品来卖,从而从中获取暴利。那么,怎样来辨别是纯银饰品还是白铜饰品呢?据了解,一般纯银饰品都会标有S925、S990、XX足银等字样,而白铜饰品没有这样的标记或标记很不清楚;银饰用手掂无坠手感,用针可在银的表面划出痕迹;而铜质地坚韧,不容易划出伤痕;银的色泽呈略黄的银白色,这是银容易氧化的缘故,氧化后呈现暗黄色,而白铜的色泽是纯白色,带一段时间后会出现绿斑。另外,如果在银首饰的内侧滴上一滴浓盐酸,会立即生成白色苔藓状的氯化银沉淀,而白铜则不会出现这种情况。以上就是白铜的信息,更多信息请详见上海
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钨粉是什么
2017-06-06 17:50:02
钨粉是什么是投资者想知道的信息,因为了解它可以帮助操作。钨粉钨是属于
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,也是重要的战略
金属
,钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔.威廉.舍耶尔发现白钨矿,并提取出新的元素酸-钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的
金属
,熔点极高,硬度很大。钨是稀有高熔点
金属
,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色
金属
,外形似钢。钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80°—100°C 时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用。常温下,钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中,但在碱溶液中不起作用。有空气存在的条件下,熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐,在有氧化剂(NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2)存在的情况下,生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。 分子式:FW外观:钨粉呈深灰色,喷涂用钨粉呈亮灰色。用途:用于大型板坯、钨铼热电偶原料、触头合金等。包装:铁桶,内置聚乙烯双层塑料袋。净重:每桶重50kg,100kg 200kg。牌号型号 平均粒度(um) 松装密度(g/cm3) 氧含量不大于(%)06 0.6-0.8 1.4-2.2 0.508 0.81-1.0 1.7-2.5 0.410 1.01-1.5 2.0-2.8 0.315 1.51-2.0 2.2-3.0 0.320 2.01-3.0 2.6-3.5 0.2530 3.01-4.0 3.2-4.2 0.2540 4.01-5.5 3.8-4.8 0.2555 5.51-7.0 4.0-5.2 0.270 7.01-15.0 4.2-5.5 0.2150 >15.0 4.5-6.5 0.1 如果你想更多的了解关于钨粉是什么的信息,你可以登陆上海
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硅粉是什么
2017-06-06 17:50:01
硅粉是什么是投资者想知道的信息,因为了解它可以帮助操作。配合比 对于硅粉混凝土的配合比设计,主要是根据设计要求, 确定硅粉的掺入方法,硅粉的最佳掺量,减水剂的最优掺量及砂石料调整,而其它则按普通混凝土设计方法进行。 a) 硅粉的掺入方法:硅粉在混凝土中一般有两种方法: 一是内掺,二是外掺,都要与减水剂配合使用。内掺法往往用硅粉代替水泥,又分等量代替和部分等量代替两种,等量代替为硅粉掺量代替相等的水泥,部分代替为1 kg 硅粉代替1~3 kg 水泥,作为研究一般掺量为5 %~30 % ,水灰比一般保持不变:而外掺法指的是硅粉像外加剂那样掺在混凝土中,而水泥用量不减少,掺量一般为5 %~10 % ,一般外掺法而得的混凝土的力学性能要高得多,但增加了混凝土中胶凝材料用量。 b) 硅粉的最优掺量往往控制在8 %~10 %。它是根据所用硅粉、水泥种类和骨料性质而定,并考虑它对性能改善程度及施工方便与否和技术经济指标等。 c) 减水剂的最佳掺量:在混凝土中使用硅粉,如不掺减水剂,想保持相同的流动度,则必然要增加用水量、水灰比增加,掺硅粉的混凝土强度也不上去,这也是过去硅粉在混凝土中未推广使用的原因。硅粉与减水剂联合使用掺用硅粉水灰比不变,即用水量不增加,也能达到与未掺硅粉的混凝土具有相同的流动度且硅粉混凝土强度等性能得到大幅度提高,一般国内较多采用萘系高效减水剂,如建1、H、DH3、FDN、NF、N2B 等,其掺量一般为胶材用量的1 %以内,有时为了减小水灰比,拌制超高强混凝土,减水剂掺量达2 %~ 3 %。 d) 砂石料用量调整:内掺硅粉一般对砂石用量不必调整。外掺硅粉要扣掉与硅粉体积相等的砂石体积。硅粉(也叫微硅粉)(学名“硅灰”, Microsilica 或 Silica Fume ),硅粉又叫硅灰。是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中,随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。在逸出的烟尘中,SiO2含量约占烟尘总量的90%,颗粒度非常小,平均粒度几乎是纳米级别,故称为硅粉。 硅粉的研究始于斯堪的纳维亚国家,尽管20世纪50年代人们对硅粉作用就有所认识和初步的研究,但应用于实际工程中是从70年代开始的,首先是挪威和瑞典等国家在港口码头、北海油田及地下矿井中部分采用了硅粉混凝土,1982 年,挪威在伏诺维斯坝上正式采用了硅粉混凝土筑坝, 20世纪80 年代初加拿大在魁北克建立了硅粉混凝土,并对大体积硅粉混凝土进行试验研究,拌制高标号混凝土1 万立方米,1983年美国用硅粉混凝土修补了奥里夫尼河上的卡查坝消力池,效果良好。世界上其它国家也都加紧研究和应用。而我国对硅粉的研究历史不长,仅仅10多年时间,1985年水电部东勘院科研所和水电部第十工程局首次在四川渔子溪二级电站中试用了硅粉混凝土,在厂房混凝土中掺硅粉3 %~7 %,以提高早期强度,加快模板周转,达到预期效果,另外,在引水隧洞喷射混凝土中,掺硅粉715 %,以减少混凝土的回弹量,南科院在大伙房水库工程、龙羊峡泄水建筑物和葛洲坝泄水闸修补等工程中都采用了硅粉混凝土,效果较好,水科院对硅粉混凝土的耐久性能及硅粉水泥水藻灌浆材料进行了一些研究,并在二滩水电站基础固结灌浆中,潘家大坝溢流面修复工程、安康及四川秋达电站导流泄洪洞修补等工程中使用了硅粉混凝土,硅粉水泥灌浆。所有这些,说明硅粉混凝土作为一种高性能混凝土在工程中的应用日显重要,所以对其性能特别是其强度与耐久性的研究也倍受关注。如果你想更多的了解关于硅粉是什么的信息,你可以登陆上海有色网进行查询和关注。
磷铜是什么
2017-06-06 17:50:02
磷铜是什么? 磷铜(磷青铜)(锡磷青铜)由青铜添加脱气剂磷P含量0.03~0.35%,锡含量5~8%.及其它微量元素如铁Fe,锌Zn等组成延展性,耐疲劳性均佳可用于电气及机械材料,可靠度高于一般铜合金制品.1、锡磷青铜有更高的耐蚀性,耐磨损,冲击时不发生火花。用于中速、重载荷轴承,工作最高温度250℃。具有自动调心,对偏斜不敏感,轴承受力均匀承载力高,可同时受径向载荷,自润滑无需维护等特性 2、锡磷青铜是一种合金铜,具有良好的导电性能,不易发热、确保安全同时具备很强的抗疲劳性。 3、该合金具有优良机械加工性能及成屑性能,可迅速缩短零件加工时间 4、磷铜作为中间合金广泛用于铜铸造、焊料等领域,在国民经济的发展中占有重要的一席之地。
废铜是什么
2017-06-06 17:49:57
废铜是什么,其实他们都叫紫铜,不过市场交易比较多的那种叫做紫杂铜,铜含量在80%左右,还有黄铜也交易的比较多的废金属品种,一般的黄铜是59黄铜就是含纯铜59%的,其余的成分以锌为主,这种铜也叫做黄杂铜废铜按其来源有两类。 一类是新废铜,它是铜工业生产过程中产生的废料。冶金厂的叫"本厂废铜"("home scrap")或"周转废铜"("runaround")。铜加工厂产生的废铜屑及直接返回供应厂的叫做"工业废杂铜"、"现货废杂铜"("prompt")或新废杂铜。 另一类是旧废铜,它是使用后被废弃的物品,如从旧建筑物及运输系统抛弃或拆卸的叫旧废杂铜。铜和铜基材料,不论处于裸露状态,还是被包在最终产品里,在产品寿命周期的各个阶段都可回收再生。一般来说,用于再生的废铜中新废铜占一半以上。而全部废杂铜经再加工后有大约1/3以精铜的形式返回市场,另2/3以非精炼铜或铜合金的形式重新使用。直接应用废杂铜的前提是严格的分类堆放及严格的分拣。直接应用废杂铜具有简化工艺、设备简单、回收率高、能耗少、成本低、污染轻等优点。直接应用废杂铜的多少,大体上反映了一个国家铜的再生水平。相比之下,我国废杂铜的直接使用率较低,每年约为20万t,仅占废杂铜总回收量的30%~40%,并且黄铜加工材的生产多由乡镇企业运作,大大降低了经济效益,并在能耗、环保方面带来后患。 我国进口废杂铜主要来自美、日、德、俄,其中美国高居榜首,而美国对废杂铜的管理又有严格的规定。以美国的分类标准作为典型加以介绍。美国的废杂铜依据纯度进行分类。美国废杂金属再生研究所甚至把铜及其合金细分为53类。 美国通常把含Cu量大于99%的铜材叫做1号铜,1号铜可以直接重熔和使用,不要求进一步加工;把铜含量最低为94.5%的铜叫2号铜,这种废杂铜在以金属铜的形态使用之前,通常一定要重熔。其它常见的分类等级还包括加铅黄铜、黄铜与低锌黄铜、弹壳黄铜、汽车散热片、高铜黄铜(红色黄铜),以及应用十分广泛的高速切削黄铜,其车屑直接再生,以同成分合金的形式用于重新加工黄铜产品。对制造厂家而言,其主要优点就是大幅度降低净金属消耗的成本。废杂铜也用于生产铜的化学制品,但不易获得定量数据。 我国目前还没有废铜方面的标准, 但随着我国工业化速度的加快,废杂有色金属的回收、贸易以及再生利用产业所面临的社会经济环境已发生了重大变化,不仅废杂有色金属的品种构成变化较大,而且大量的国外废杂有色金属以及各类可利用的废料涌入国门,给我国有色金属的生产提供了丰富的原料来源,同时也对再生有色金属的生产加工提出了新的要求。因此,我国也在加紧废旧金属标准的制定工作。中国有色金属工业协会再生金属分会牵头组织的《铜及铜合金废料废件分类和技术条件》已经列入国家技术标准修订计划中。新的废杂有色金属分类标准将参照美国废杂有色金属的分类标准和欧洲的分类技术标准,结合我国再生有色金属行业的实际情况进行修订,使之更加有利于企业和管理部门的贯彻实施。标准的修订工作预计2002年底完成。 废铜怎样分类 总体来说废铜的分类是含纯铜的含量来分的, 光亮铜(Cu>99%) #1铜(Cu 97%) #2铜(95%-96%) 马达铜(92~94%):一般是电机里的马达上的铜。 紫杂铜(79-81%) H59黄杂铜 。黄铜用+H表示;(黄)表示如H80、H70,H68 H59等。
多孔石墨烯复合材料可增强电极性能
2019-01-03 09:36:46
科技日报讯(记者姜靖)近年来研究表明,纳米电极材料有望提供相当于现在商用锂离子电池数倍的能量或功率密度,但该材料此前只能在负载量极低的超薄研究型电极中达到其优异性能,难以在需要较高负载量的商用器件中实现其应有潜力。美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授团队最近研制出一种三维多孔石墨烯复合电极材料,成功地解决了电极性能随着负载量急剧下降的关键难题,使得制备高负载的高性能电极成为可能。相关研究成果美国时间11日发表在《科学》杂志上。
段镶锋近日接受科技日报记者采访时表示,虽然许多纳米材料在一些研究型器件中展现了优异的储能性能,但在此类器件中,电极活性材料负载量经常只有商业化器件中常用负载量的10%左右。由于极低的负载量,最终体现在整体器件中的容量或功率密度很难能较大幅度地超过现在的锂离子电池。如果只是简单地增加电极厚度,随着厚度的增加,电子输运电阻和离子扩散电阻都会显著增加,致使电极性能急剧下降。
该团队研发的三维多孔石墨烯复合材料中,高度联通的石墨烯网络结构提供了优异的电子传输特性,而其多层次孔结构则大大促进了离子的快速输运,从而使该材料在高负载电极中首次同时实现了较高的容量和极高的功率特性。“这标志着高性能电极材料在朝商用储能器件方向发展的道路上迈出了关键的一步。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明评论说。
段镶锋表示,这一方案可以适用于其他高性能电极材料,为在商业级器件中实现此类高性能储能材料的潜力提供了一个切实可行的途径,有望极大提高相关储能器件的容量和充放电速度。