石墨烯调研小结完整版.docx
- 文档编号:10920707
- 上传时间:2023-02-23
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:99.29KB
石墨烯调研小结完整版.docx
《石墨烯调研小结完整版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《石墨烯调研小结完整版.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
石墨烯调研小结完整版
石墨烯调研小结
一、简介石墨烯的结构及性质
石墨烯(graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。
石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。
这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。
石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
石墨烯最大的特性是其中电子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。
这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”的性质和相对论性的中微子非常相似。
石墨烯有相当的不透明度:
可以吸收大约___%的可见光。
而这也是石墨烯中载荷子相对论性的体现。
石墨烯是人类已知强度最高的物质,强度比世界上最好的钢铁还要高上___倍。
哥伦___大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。
在试验过程中,他们选取了一些直径在10—20微米的石墨烯微粒作为研究对象。
研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上,这些孔的直径在1—1.5微米之间。
之后,他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力,以测试它们的承受能力。
研究人员发现,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。
据科学家们测算,这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1微米长的石墨烯断裂。
我们至今关于石墨烯化学性质知道的是。
类似石墨表面,石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子。
从表面化学的角度来看,石墨烯的性质类似于石墨,可利用石墨来推测石墨烯的性质。
石墨烯化学可能有许多潜在的应用,然而要石墨烯的化学性质得到广泛___有一2.6dgww.
个不得不克服的障碍。
缺乏适用于传统化学方法的样品。
这一点未得到解决,研究石墨烯化学将面临重重困难。
二、石墨烯应用方向
石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。
高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,例如手机,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它们被要求使用越来越高的频率,然而手机的工作频率越高,热量也越高,于是,高频的提升便受到很大的限制。
由于石墨烯的出现,高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。
这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。
研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。
三、石墨烯的制备——氧化石墨还原法
氧化石墨还原法氧化石墨还原法氧化石墨还原法氧化石墨还原法制备石墨烯是将石墨片分散在强氧化性混合酸中,例如浓硝酸和浓硫酸,然后加入高锰酸钾或___强等氧化剂氧化得到氧化石墨(go)水溶胶,再经过超声处理得到氧化石墨烯,最后通过还原得到石墨烯。
这是目前最常用的制备石墨烯的方法。
石墨本身是一种憎水性的物质,然而氧化过程导致形成了大量的结构缺陷,这些缺陷即使经1100°c退火也不能完全消除,因此go表面和边缘存在大量的羟基、羧基、环氧等基团,是一种亲水性物质。
由于这些官能团的存在,go容易与其它试剂发生反应,得到改性的氧化石墨烯。
同时go层间距(0.7~1.2nm)也较原始石墨的层间距(0.335nm)大,有利于其它物质分子的插层。
制备go的办法一般有___种:
standenmaier法、brodie法和hummers法。
制备的基本原理均为先用强质子酸处理石墨,形成石墨层间化合物,然后加入强氧化剂对其进行氧化。
go还原的方法包括化学液相还原、热还原、等离子体法还原、氢电弧放电剥离、超临界水还原、光照还原、溶剂热还原、微波还原等。
stankovich等首次将鳞片石墨氧化并分散于水中,然后再用水合肼将其还原,在还原过程中使用高分子量的聚苯乙烯磺酸钠(pss)对氧化石墨层表面进行吸附包裹,避免团聚。
由于pss与石墨烯之间有较强的非共价键作用(π−π堆积力),阻止了石墨烯片层的聚集,使该复合物在水中具有较好的溶解性(___mg/ml),从而制备出了pss包裹的改性氧化石墨单片。
在此基础上,stankovich等制备出了具有低的渗滤值(约___%体积分数)和优良的导电性能(0.1s/m)的改性单层石墨烯/聚苯乙烯复合材料。
这种方法环保、高效,成本较低,并且能大规模工业化生产。
其缺陷在于强氧化剂会严重破坏石墨烯的电子结构以及晶体的完整性,影响电子性质,因而在一定程度上限制了其在精密的微电子领域的应用。
四、石墨烯的应用实例
石墨烯电池,利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。
不久前,美国俄亥俄州的nanotek仪器公司利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新的电池。
这种新的电池可把数小时的充.6dgww.
电时间压缩至短短不到一分钟。
分析人士认为,未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,从而也促使新能源汽车产业的革新。
石墨烯调研报告
___年___月___日
程毕康
1.石墨烯
石墨烯是一种可以单独存在的单原子层二维碳材料。
石墨烯结构是由碳六元环组成的二维周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维的富勒烯(fullerene),卷成一维的碳纳米管(carbonnano-tube,cnt)或者堆垛成三维的石墨(graphite),因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。
石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,是最理想的二维纳米材料。
理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看作是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。
二维石墨烯结构可以看做是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。
石墨烯可以分为单层石墨烯,双层石墨烯和多层石墨烯。
2.石墨烯性能
石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远高过了电子在其他导体中的运动速度。
石墨烯具有远远高于其他材料的导电性。
另外石墨烯透光率极高,在___%以上,只吸收___%的可见光。
石墨烯实际上是一种透明、良好的导体。
石墨烯每个碳原子与相邻的三个碳原子行程三个c-c键,这些c-c键使得石墨烯具有优异的力学性质和结构刚性。
石墨烯的理论比表面积高达___m2/g,从而使石墨烯具有突出的力学性能和导热性能。
石墨烯是人类已知强度最高的物质。
石墨烯的化学性质和石墨类似。
碳材料具有很强的吸附性,石墨烯也能够吸附和脱附各种原子和分子。
石墨烯是宽带隙半导体,使其具有___的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质。
3.石墨烯的应用
由于石墨烯具有以上优异的性能使得石墨烯的是___世纪前景广阔最广阔的材料。
目前石墨烯最主要的应用有:
材料科学、电子科学、催化剂载体、生物医药学等领域。
纳电子器件
常温下石墨烯具有___倍于硅片的高载流子迁移率,并且受温度和掺杂效应的影响很小。
表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性,这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势,使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。
另外,石墨烯减小到纳米尺度甚至单个苯环同样保持很好的稳定性和电学性能,使探索单电子器件成为可能。
利用石墨烯加入电池电极材料中可以极大提高充电效率,并且提高电池容量。
新型石墨烯材料将不依赖于铂或者其他贵金属,可有效降低成本和对环境的影响。
美国俄亥俄州nanotek仪器公司实验人员利用锂离子可以在石墨烯表面和电极之间大量快速穿梭的特性开发出一种新型储能设备,可以将充电时间从过去的数小时缩短到不到一分钟。
代替硅生产超级计算机
科学家发现石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料,石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。
高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它被要求使用越来越高的频率,然而工作频率越高,热量也就越高,于是高频的提升受到很大限制。
石墨烯的出现,使高频提升的发展前景变得无限广阔。
这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。
研究人员甚至将石墨烯看作硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。
光子传感器
石墨烯还能够以光子传感器的面貌出现在更大的市场上,这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的,现在这个角色还是由硅担当,石墨烯的出现使硅的时代就要结束。
ibm的研究小组已经披露了他们研制的石墨烯光电探测器,接下来人们期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏。
用它制造的电板比其他材料具有更优的透光性。
生物医学领域
石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。
以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、dna和蛋白质检测。
如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成dna测序。
石墨烯量子点应用于生物成像中,与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点。
石墨烯在生物医学领域的应用研究虽处于起步阶段,但却是产业化前景最为广阔的应用领域之一。
能源存储
材料吸附氢气量和其比表面积成正比,石墨烯拥有质量轻、高化学稳定性和高比表面积的优点,使其成为储氢材料的最佳候选者。
吸声材料
美国ibm宣布,通过重叠两层相当于石墨单原子层的“石墨烯”试制成功了新型晶体管,同时发现可大幅降低纳米元件特有的1/f。
石墨烯试制成功了相同的晶体管,不过与预计的相反,发现能够大幅控制噪音。
通过在二层石墨烯之间生成的强电子结合,从而控制噪音。
超轻防弹衣、超强光转换效率激光武器、超薄超轻型飞机、超薄能折叠的手机、高强度航空材料、高性能储能和传感器、超级电容器,甚至更富想象力的太空电梯,越来越多基于石墨烯材料的未来设备进入科学家的研究视野。
4.石墨烯制备
前石墨烯的制备工艺可分为物理法和化学法。
物理法是从具有高晶格完备性的石墨或类似材料中获得,石墨烯尺度都在80nm以上。
物理法包括:
机械剥离法、加热sic法、爆炸法和取向附生法。
化学法是通过小分子合成或溶液分离的方法制备,石墨烯尺度在10nm以下。
化学法包括:
电化学法、化学气相沉积法、石墨插层法、球磨法、氧化石墨还原法、热膨胀剥离法。
5.石墨烯复合材料
石墨烯应用广阔,但是应用和研究最多的是石墨烯复合材料。
目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上。
随着对石墨烯研究的深入,石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用越来越受到重视。
石墨烯具有优异的导电、导热和力学性能,可作为制备高强导电复合材料的理想纳米填料,同时分散在溶液中的石墨烯也可与聚合物单体相混合进而经聚合形成复合材料体系,此外石墨烯的加入可赋予复合材料不同的功能性,不但表现出优异的力学和电学性能,且具有优良的加工性能,为复合材料提供了更广阔的应用空间。
与纯的聚合物相比,石墨烯/聚合物复合材料的力学、热学、电学和阻燃性能均有显著提高,同时,石墨烯增强的聚合物复合材料的力学和电学性能均较黏土或者其他炭材料增强的聚合物基复合材料的性能优异。
石墨烯聚合物复合材料
根据石墨烯与聚合物的作用方式不同可分为石墨烯填充聚合物复合材料﹑层状石墨烯聚合物复合材料和功能化聚合物复合材料。
石墨烯/聚合物复合材料的制备主要采用共混法,它通过聚合物与石墨烯纳米粒子共混后制成。
石墨烯/无机物复合材料
石墨烯/无机物复合材料是无机纳米材料(金属纳米材料、半导体和绝缘纳米材料)在石墨烯纳米层表面形成石墨烯衍生物。
石墨烯与特定功能颗粒结合,使其在催化剂、光学等领域具有广泛的应用前景。
石墨烯/金属复合材料
石墨烯与聚合物、陶瓷复合时会出现良好的性能。
此外,当石墨烯与金属复合时,也会表现出独特的性能。
石墨烯比表面积大,可在其片层上修饰金属纳米粒子,即对石墨烯进行表面改性,使石墨烯的性质发生改变。
另一方面,石墨烯可作为增强体添加到金属基体中,起到弥散强化的作用。
金属在塑性变形时,石墨烯粒子能够阻碍位错运动,增加金属的抗拉、抗弯强度、硬度等机械性能。
总之石墨烯复合材料极大拓宽了石墨烯的应用领域。
目前石墨烯和石墨烯复合材料的制备与研究尚未成熟,尤其是关于石墨烯复合吸声材料、润滑、生物医药等领域有待探索。
第三篇:
石墨烯石墨烯的坚韧和导电氧化铝陶瓷
摘要:
一个简单、快捷而且可升级的方法描述生产石墨烯/氧化铝(g/al2o3)复合材料的放电等离子烧结(sps)与显著改进单片氧化铝的机械和导电性能。
氧化石墨烯(go)与使用氧化铝混合胶方法获得的go的优异分散在氧化铝基质中。
该物质通过的sps,允许一步巩固在烧结过程中原位还原go的。
详细的拉曼分析被发现是非常有用的,研究的方向是石墨烯复合和来评估和优化其热还原。
石墨烯小片担任弹性桥梁避免裂纹扩展和提供这种材料裂纹桥加固机制。
一个非常低的石墨烯负载(___%重量),导致氧化铝___%的改善,增加的电导率高达___个数量级的机械性能。
关键词:
石墨烯;混杂复合材料;电气性能;机械性能;拉曼光谱
1、简介
先进陶瓷材料有很大的潜力来解决很多与高科技材料相关的挑战与应用,如加工工业,发电,航空航天,交通运输和___应用。
他们大多数都要求向很复杂的形状和高精度的组件发展,这对于高硬度的陶瓷材料特别具有挑战性。
此外,煤焦陶瓷材料动低的感画断裂韧性限制他们的应用。
不过陶瓷材料的补强导电在第二阶段出现了一个有趣的替代方案用以解决这些缺点。
从制造形状复杂的硬质材料的部件开始放电加工(edm)可能是一种有效的替代方案,但一定的电导率(>0.3-1sm-1)是必须的。
以前的研究已经表明,如果电阻率低于100厘米,电火花可以成功地应用于机器的陶瓷材料,包括单相陶瓷和陶瓷/陶瓷和金属/陶瓷复合材料。
经过尝试发现,增加电陶瓷材料,可以使电导率适合用于电火花加工操作。
在这些陶瓷材料中,氧化铝(al2o3)是技术应用中一个非常有趣的材料。
然而,在edm时,由于拥有绝缘体字符,它需要一些电导率。
另外,理想状态下第二阶段的掺入也可能导致机械性能的改善,特别是其断裂韧性。
碳材料和特殊的纳米碳材料,由于其优异的导电性能和高宽比,是非常好的候选材料。
碳纳米纤维很有意思是因为它们的高宽比可以使绝缘基质的掺入量相当低。
因此,低填料含量依然可以得到导电性复合体同时保持机械性能。
同样,碳纳米管(cnt)是加固材料陶瓷基质潜在的大范围的应用材料。
碳纳米管已添加不同的陶瓷基质,以改善电气和机械性能。
尽管如此,研究人员还是面临着在基质中分散碳纳米管的难度,这也是很常见的限制之一。
贝尔蒙特和同事报道过多壁碳纳米管/氮化硅复合材料,这是在第二阶段通过加入5.3wt%的14sm-1的电导率而获得的,足以能够形成在采用edm技术的纳米复合材料。
大部分的工作汇报显示陶瓷碳纳米结构复合材料是一维掺入材料。
这些填料的高长度/直径比允许与具有相对低含量的逾渗阈值和等轴填料比较。
然而,在最近几年,石墨烯令人印象深刻的性能的出现,引发了研究者们越来越多的兴趣。
此外,该二维(2d)石墨烯的性质可有助于改善大范围材料的电性能和机械性能,如无机纳米复合材料,聚合物复合材料,有机晶体和生物材料,因为这些材料在碳纳米管相阶层和碳纳米管两者之间有较大的接触。
在过去几年中的石墨烯被用于改善陶瓷材料的电气和机械性能。
这些公布的报告在第二阶段大多数减少了氧化石墨烯的使用。
这些程序的主要缺点是:
在碳纳米管的情况下倾向于创建聚___而导致在基质内的差分散性。
有关于石墨烯/氧化铝复合材料的第一份报告发表于___年,其中有___%的碳是在室温条件下通过铣削氧化铝和石墨加入到氧化铝基乙醇中。
在此过程中,石墨有望脱层。
研磨过程的显微结构后复合材料进行了分析和晶粒尺寸被发现是比原料氧化铝的小。
一年后,一个现代石墨烯/氧化铝复合材料被一位作者描述。
在这种情况下,膨胀石墨作为原料材料并将沿着氧化铝生长达___小时。
一旦研磨完成后,sps被用于制备体积材料。
电导率被认为是5709s-1用于与15wt%的石墨烯容量,这是wang等人在___年发表了另一个关于例子石墨烯/铝复合材料的例子。
在这种情况下,石墨烯氧化物(go)的分散液加入到氧化铝/水分散体和混合物减少了一水合肼。
结果荷兰国际集团的粉末由sps以产生本体压材料。
结果发现,与石墨烯的___%(重量)的氧化铝复合物的结合,断裂韧性增加至5.21兆帕米,比纯的高出___%氧化铝可获得高达172sm-1导电性的改善。
最近,川崎等人的一项战略报告,以合成go/al2o3催化剂混合使用的两种滴定方法。
sps烧结后得到的go/al2o3复合材料具有103sm-1导电性了___%(体积)的石墨烯浓度。
在一个最近出版的刘等人的石墨烯/铝复合材料与石墨烯不同机械性能内容进行了评价。
他们报道了增量在抗弯强度___%考虑到氧化铝作为参考材料。
刘等人获得了关于韧性值的结果,他们采用单边v缺口梁方法发现的4.49兆帕米的最大值为2wt%石墨烯复合材料。
此处我们报告一个一步法和容易向上可扩展的方法来生产放电等离子烧结石墨烯/铝复合材料。
两种组分的均匀混合物允许获得的导电性有很大提高和机械性能通过加入极低量的石墨烯(0.22wt%)。
一个完整的拉曼光谱研究进行评估和优化石墨烯和减少sps热,首次在这些类型的材料中分析复合材料内的石墨烯取向。
通过场发射扫描电子显微镜研究氧化铝和氧化铝/石墨烯的裂纹扩展、对复合材料进行比较和氧化铝基质中的石墨烯的小片加固机制。
2、材料特性与表征方法2.1复合制剂。
用胶体方法来制备go/al2o3粉末。
将___克氧化铝泰美tmdar粉(150nm)分别加入到___毫升水中,其中通过加入nh4oh将ph值预先固定至10。
连续搅拌___分钟使氧化铝分散。
一般石墨烯氧化物是由hummers改性理论合成.所得单层的go薄片可以在图中观察到。
水悬浮go的三种不同含量(
1、
2、3g/l)时,逐渐加入___克的氧化铝悬浮液在机械搅拌下和将ph值保持在10后多相凝结的过程中,除去___液通过离心将所得的go/al2o3的浆料进行冷冻、干燥,将得到的粉末引入到20毫米的真空放电等离子烧结石墨模具和烧结到___年和1500◦c在100◦c每分钟,80兆帕的加热速率和___分钟在最高温度的保持时间
2.2复合材料的表征
复合材料的密度的测量采用阿基米德原理。
理论密度算出由假设混合物
在烧结单片氧化铝2.2gcm-3的石墨密度和3.96gcm-3的氧化铝已由氦比重测得。
和石墨烯/al2o3复合材料切成规则为___mm______mm______mm尺寸长方形棒用于抗折强度测量(astmc1161-02c)。
试样条沿着两个方向考虑如何被切断复合材料的制备:
垂直和平行于sps压力施加方向,如图所示。
制备___mm______mm______mm预裂纹均为了确定断裂韧性(astmc1421-10)。
试验是在室温下实施,使用十字头为___mm-___位移速度的万能试验机(model8562)。
的材料的硬度采用压痕技术与常规的金刚石棱锥压头。
每个压痕的对角线进行成像使用光学显微镜。
三十对角线进行了测试各组成。
下述测定条件为用于维氏硬度(hv)试验:
所施加的载荷2n10s以下的标准规范astme92-72。
电导率也沿两个方向测量。
测试两个样品电阻(___mm______mm______mm)使用万用表用银膏接触各组合物从而计算电阻率。
压痕强度测试采用棱柱进行杆,20毫米直径的sps磁盘机加工。
该中心拉伸的面孔被缩进了维氏金刚石在接触载荷,p,
9.8和490n之间的测试进行在室温下使用万能试验机(英斯特朗e10000)。
标本被装失败了三点弯曲试验和1毫米/分钟的十字头速度(iso6872:
___)。
作出特别努力来检查所有利用反射光光学显微镜检测标本后,(徕卡,dmr模式),以验证该压痕接触部位充当故障的来源。
抛光的微观结构表征(司特尔,型号rotopol-31)与钻石1微米粗糙度并且热蚀刻(1120◦c,___分钟真空气氛)石墨烯/氧化铝复合材料是由扫描电子显微镜(sem,fei广达250feg)进行。
拉曼光谱分别记录了witec共焦显微拉曼使用一个532纳米激发激光。
截至20光谱沿记录抛光整个复合材料的厚度。
3、结果与讨论
一个众所周知的问题是石墨烯氧化物被直接用作在亲水基质的第二阶段由于其疏水性质是形成聚___的倾向。
因此,碳填料聚集保持为主要原因,对于缺乏均匀性造成的材料性能产生不利的影响。
在这种情况下,所得到的浆液的go/al2o3的制备如在实验描述的部分中表现出非常良好的分散性,由于这一事实,即两个组件具有极性表面在它们之间有利于静电相互作用。
此外,存在的官能团在氧化石墨烯表面可以实现良好的互动与氧化铝表面导致一个更好的分散既go/al2o3的组分。
浆液被冷冻干燥并将得到的粉末通过sps处理。
所有的复合材料呈完全致密结构(___%td)以及它们由粗糙的地区的抛光表面,因为它可以分离显示平板领域如图所示。
拉曼分析证实亮区和暗区分别相当于氧化铝和石墨烯富集区域。
不同的表面形貌可以根据所分析的取向观察:
平行或垂直于sps(图所施加的压力的方向.图2b和c分别)。
相同的抛光协议是在使用两个方向。
3.1。
拉曼光谱
为了评价热还原的石墨烯氧化物的复合,拉曼光谱被认为是一种非常有用的技术.图3a示出了对应的拉曼光谱烧结通过sps前go/al2o3催化剂粉末。
该阶的拉曼光谱表明没有得到很好的解决,d和g频段二阶区可以忽略不计。
这些拉曼特性是典型go的由于阶低程度和sp
1、sp2和sp3的杂交结构的组合
确立该边缘面的id/ig比强度大于所述基底面中的一个,我们可以得出这样的结论:
石墨烯基面的择优取向垂直在sps施加的压力的方向,如图所示。
由于这种取向的结果,该百分比石墨烯表面暴露于拉曼测量的是在平行于压力的方向相当高,在sps施加方向(石墨烯基底面),从而导致一个更高的拉曼强度(图4b);而在垂直取向,涉及到石墨烯平面的边缘,测量的暴石露于墨烯表面该百分比相当低。
3.2电导率
作为还原方法,非导电性石墨烯的结果氧化物转化为导电材料。
加入甚至非常少量的石墨烯的进氧化铝基质导致导电复合在两个方向上,平行和垂直于中施加的压力的方向sps于表___所示的如可以预期的,由于复合材料的各向异性的结构,导电性的行为沿这两个方向不同,由于取向石墨烯纳米片。
该复合材料显示出较低的电电阻垂直于所施加的压力的方向,在sps轴由通过链接形成的连续网络接触的石墨烯基面的边缘将作为制备复合材料的渗滤阈值,被发现是0.22wt%左右,由指数表示的电导率比单片氧化铝中增加相高达___个数量级(表2)。
电导率还增加时,石墨烯的含量高于逾渗阈值(参见电阻值3-g/al2o3复合)。
这可以通过以下事实来解释:
石墨烯含量增大时,有增加的原理图间的连接,导致这种传导的改善沿a-b石墨烯平面(取向垂直在sps所施加的压力的方向)。
此行为是一个相比于碳纳米管使用石墨烯的优点。
在碳纳米管的情况下,当超过渗透极限有一种倾向,以形成具有小贡献团块到电导率。
此外,虽然cnt之间连接是点对点的触摸类型导致高电阻,石墨烯是连接一个2d材料由区面积触摸式导致的概率增加彼此接触,并且作为结果观察低级电阻率。
3.3机械性能
单片氧化铝和三种复合材料表现出烧结高达1500℃完全致密化(___%t.d)___分钟后。
sem观察显示,曾有过一个抑制在氧化铝晶粒生长因的存在石墨烯(图5)。
原料氧化铝具有150nm的粒度在1500℃烧结之后增加至4nm(如报道别处对于相同的氧化铝和sps循环)。
然而,该石墨烯存在时抑制了氧化铝晶粒长大,以平均晶粒尺寸小于1nm。
然而,观察到高度均匀的al2o3晶粒尺寸分布作为石墨烯分散体复合材料良好的结果。
在单片氧化铝。
其
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 石墨 调研 小结 完整版