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24 2023-02

盤點(diǎn)“神奇材料”石墨烯的十種最佳用途！

石墨烯因其高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性和高強(qiáng)度等優(yōu)異性能而被稱為“神奇材料”，它可能會徹底改變大量應(yīng)用，燈泡，芯片，電池，觸摸屏，還有智能手機(jī)和新能源的汽車，石墨烯可以勝任的的領(lǐng)域數(shù)不勝數(shù)，下面就來盤點(diǎn)一下石墨烯的各種用途！

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09 2023-02

2022年，我國從國家層面和地方政府層面不斷出臺多項(xiàng)政策推動(dòng)石墨烯行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展新階段。工信部、國資委、市場監(jiān)管總局、知識產(chǎn)權(quán)局等四部門聯(lián)合發(fā)布《原材料工業(yè)“三品”實(shí)施方案》中重點(diǎn)提到積極培育石墨烯材料等前沿新材料，進(jìn)一步提升高端產(chǎn)品有效供給能力，強(qiáng)化對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和國家重大工程的支撐作用。北京、上海、深圳、黑龍江、江蘇、浙江、福建、廣西、湖北、內(nèi)蒙古、河南、山東等20多個(gè)省市出臺相關(guān)政策推動(dòng)石墨烯材料提升和市場應(yīng)用拓展。

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02 2023-02

劃出石墨烯的“及格線”，我國獨(dú)立完成石墨烯重要國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

　日前，由中科院山西煤炭化學(xué)研究所（簡稱山西煤化所）獨(dú)立提出并完成、歷時(shí)4年修改完善的燃燒法測量石墨烯基材料灰分含量國際標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)中國、加拿大、韓國、德國等多國科學(xué)家審核后正式發(fā)布。

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16 2023-01

石墨烯鋅粉涂料納入中國船級社認(rèn)證范圍

中國船級社CCS，成立于1956年，是國際船級社的正式成員，為船舶、海上設(shè)施提供世界領(lǐng)先的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)并提供相關(guān)檢驗(yàn)、鑒證檢驗(yàn)、公證檢驗(yàn)、認(rèn)證認(rèn)可等服務(wù)。

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13 2023-01

石墨烯領(lǐng)域4項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布

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12 2023-01

石墨烯：應(yīng)用可達(dá)“科幻級

? ? ? 有這樣一種堅(jiān)韌的薄膜，它能以一個(gè)鉛筆尖的承受面，撐住一頭大象的重量，而不會被戳破，這種材料就是石墨烯。石墨烯是人類歷史上發(fā)現(xiàn)的首個(gè)二維元素晶體，它幾近透明，卻異常柔韌，且能彎曲。它的厚度僅為頭發(fā)絲的二十萬分之一，強(qiáng)度卻是鋼的200倍，有研究資料顯示石墨烯是目前人類發(fā)現(xiàn)最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型材料，自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，在全世界備受推崇，被認(rèn)為是21世紀(jì)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，是改變世界的一種材料。

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29 2021-04

我國科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用AI設(shè)計(jì)出石墨烯/氮化硼復(fù)合二維材料

近日，從杭州電子科技大學(xué)獲悉，該校機(jī)械工程學(xué)院董源教授研究團(tuán)隊(duì)將人工智能、深度學(xué)習(xí)、對抗生成技術(shù)與新材料的研發(fā)相結(jié)合，研究出針對石墨烯/氮化硼復(fù)合二維材料的人工智能系統(tǒng)。　　傳統(tǒng)的材料學(xué)硏究中，新材料需要經(jīng)歷理論發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室制備、工程化制造和實(shí)際應(yīng)用等階段，這一過程至少需要20至30年，造成材料科研“耗時(shí)耗力”。將人工智能應(yīng)用到新材料研發(fā)中，是解決目前材料研發(fā)周期過長、代價(jià)過高的一種新嘗試?！　《囱芯繄F(tuán)隊(duì)采用大規(guī)模高通量計(jì)算收集了大量的結(jié)構(gòu)-帶隙之間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，作為人工智能的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集。他們構(gòu)建了數(shù)套深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以學(xué)習(xí)已有的結(jié)構(gòu)-帶隙數(shù)據(jù)，精確預(yù)測不在數(shù)據(jù)集之中的任意新型結(jié)構(gòu)的帶隙，精確度可高達(dá)95%。　　“這一類材料的帶隙可以在導(dǎo)體與寬禁帶半導(dǎo)體之間廣泛可調(diào)，并且高度依賴原子的空間排布，在高性能存儲、光電器件中具有重要應(yīng)用潛力?！倍粗赋??！　≡谶M(jìn)一步研究中，董源團(tuán)隊(duì)希望人工智能能夠承擔(dān)起一位材料科學(xué)家的角色，也就是可以根據(jù)用戶需求主動(dòng)設(shè)計(jì)材料?！　　拔覀儾捎昧私陙韨涫荜P(guān)注的對抗生成網(wǎng)絡(luò)(GAN)來實(shí)現(xiàn)這一目的?！倍凑f。通過將深度卷積網(wǎng)絡(luò)中的“隱藏神經(jīng)層”與對抗生成網(wǎng)絡(luò)中的“判別器”嵌合在一起，他們所設(shè)計(jì)的“條件生成對抗網(wǎng)絡(luò)”可以做到根據(jù)用戶對帶隙的需求，自動(dòng)生成新的石墨烯/氮化硼材料結(jié)構(gòu)，且準(zhǔn)確度依然可以達(dá)到90%左右?！　《磮F(tuán)隊(duì)還通過對隱藏神經(jīng)層進(jìn)行數(shù)據(jù)降維，觀測到條件生成對抗網(wǎng)絡(luò)跟蹤材料結(jié)構(gòu)與物性之間耦合關(guān)系的過程，對人工智能在材料科學(xué)應(yīng)用中的可解釋性做出了部分闡述。　　日前，浙江省發(fā)布了《浙江省新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，明確提出力爭到2025年，初步建成全球有重要影響力的新材料產(chǎn)業(yè)高地?！　　叭斯ぶ悄芗铀傩虏牧涎邪l(fā)這一領(lǐng)域的進(jìn)展是激動(dòng)人心的，迫切需要材料領(lǐng)域、信息科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家以及材料產(chǎn)業(yè)專家精誠合作、緊密團(tuán)結(jié)來推動(dòng)它的發(fā)展?！倍幢硎?。

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29 2021-04

劉忠范：“石墨烯熱”中更需坐得住冷板凳

“石墨烯產(chǎn)業(yè)必須要有‘殺手锏級’的應(yīng)用，我們一定要在這方面下功夫，瞄準(zhǔn)現(xiàn)在，關(guān)注未來?！敝袊茖W(xué)院院士、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授、北京石墨烯研究院院長劉忠范近日在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)再次強(qiáng)調(diào)?！　∫蛟诩{米領(lǐng)域做出的卓越成果，劉忠范獲得第八屆納米研究獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)項(xiàng)由《納米研究(英文版)》(NanoResearch)編委會、清華大學(xué)出版社以及施普林格出版社于2013年共同設(shè)立，旨在表彰在納米研究領(lǐng)域作出重大貢獻(xiàn)、進(jìn)而推動(dòng)納米學(xué)科發(fā)展的杰出科學(xué)家。今年與劉忠范一起獲獎(jiǎng)的是荷蘭代爾夫特工業(yè)大學(xué)塞斯·德克教授?！　∥覈涣惺┭芯康谝环疥嚒　≡谑澜缂{米材料研究領(lǐng)域，劉忠范被公認(rèn)為是先驅(qū)和重要領(lǐng)導(dǎo)者。他推動(dòng)和見證了我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展?！　∈┦悄壳笆澜缟弦阎畋?、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的材料，因此被稱為“會改變世界的材料”，石墨烯產(chǎn)業(yè)也成為各國競爭的新材料領(lǐng)域之一?！　　拔覀儑移鸩脚c發(fā)達(dá)國家?guī)缀跬剑靡嬗趪覍Πl(fā)展新材料的重視，這些年我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快?！眲⒅曳督榻B道，截至去年底，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)近17000家，論文總數(shù)占全球三分之一強(qiáng)，專利數(shù)量占全球總數(shù)三分之二強(qiáng)，“不管從研究規(guī)模還是人才隊(duì)伍看，我們已經(jīng)屬于第一方陣?！薄　∈┊a(chǎn)業(yè)不能急于求成　　劉忠范說，“石墨烯熱”仍在持續(xù)，“最近，深圳石墨烯產(chǎn)業(yè)園揭牌，這是我國第三十個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)園?！薄　〖幢闳绱?，在劉忠范看來，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)才剛剛起步。“一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟不可能一蹴而就?！彼蕴祭w維為例，“已經(jīng)花了60年，還遠(yuǎn)沒有成熟，而石墨烯從2004年在實(shí)驗(yàn)室被發(fā)現(xiàn)，迄今也才17年時(shí)間?！薄　倪@一角度看，劉忠范多次強(qiáng)調(diào)，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)不能急于求成，一定要放眼未來，要追求原創(chuàng)性突破和打造核心競爭力?！　　捌駷橹?，我們的石墨烯產(chǎn)業(yè)更多關(guān)注具體產(chǎn)品，如何掙快錢?！眲⒅曳督榻B道，目前市場上石墨烯產(chǎn)品主要集中在三大應(yīng)用上：一是石墨烯大健康和電熱產(chǎn)品，如電熱服和電暖畫;二是石墨烯改性電池;三是防腐涂料?！　　斑@三大品類占據(jù)石墨烯產(chǎn)品的近90%?！眲⒅曳墩f，“但它們未必是未來的主導(dǎo)應(yīng)用。”　　反觀國外，人們更多關(guān)注石墨烯傳感器和探測器、石墨烯可穿戴技術(shù)、石墨烯微波通訊器件、石墨烯復(fù)合材料、石墨烯海水淡化技術(shù)等。在劉忠范看來，這些東西不能立即變現(xiàn)，不能期待幾年之內(nèi)就有多么大的產(chǎn)業(yè)，但是它們代表著石墨烯材料的未來?！　Ｗふ沂皻⑹诛导墶钡挠猛尽　⒅曳稉?dān)心，“我們起了個(gè)大早，趕了個(gè)晚集?！边@也是他一直強(qiáng)調(diào)要專注尋找石墨烯“殺手锏級”應(yīng)用的原因?！　≡谒磥?，“殺手锏”級別的應(yīng)用是建立在日趨完美的高性能石墨烯材料基礎(chǔ)上的，“研究人員一定要有耐心和堅(jiān)持，既需要原創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究，也需要精益求精的研發(fā)和持續(xù)不斷的投入?！薄　⒅曳哆€強(qiáng)調(diào)了材料制備問題。“未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)依賴于石墨烯材料本身，沒有好的材料也就失去了產(chǎn)業(yè)的根基，所以把材料做好是關(guān)鍵。”他說，目前的石墨烯材料質(zhì)量還差得遠(yuǎn)，在制備技術(shù)上還有非常大的提升空間。　　不管是材料制備還是尋找“殺手锏”，都要有“十年磨一劍”的耐心。　　“我研究石墨烯13年了，尤其在石墨烯薄膜制備上下了極大的功夫，但仍有很多要解決的難題。”劉忠范說，此前自己已在納米領(lǐng)域耕耘10多年，“如果沒有前期的積累，我們可能也不會很快在石墨烯領(lǐng)域取得這些突破?！薄　　拔覀兊目蒲腥藛T，尤其是青年科學(xué)家要沉下心來，做點(diǎn)真正有價(jià)值的東西，要么‘上貨架’，要么‘上書架’，不必操之過急，做基礎(chǔ)研究要弘揚(yáng)科學(xué)家精神，面向應(yīng)用要提倡工匠精神，把一件事情做到極致。”劉忠范強(qiáng)調(diào)，真正的核心技術(shù)，是“熬”出來的。

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08 2021-04

基于聚酰亞胺的高導(dǎo)熱石墨膜材料研究進(jìn)展

摘要：近年來，隨著電子設(shè)備的小型化、輕量化，高導(dǎo)熱石墨膜材料受到廣泛關(guān)注。本文綜述了聚酰亞胺(PI)基石墨膜材料的制備，詳細(xì)介紹了石墨膜性能的影響因素，主要涉及分子結(jié)構(gòu)、分子取向和其他材料的誘導(dǎo)作用等，簡述了石墨膜復(fù)合材料的研究和專利近況，并對未來石墨膜材料的研究方向提出了建議與展望?！　‰S著科技的高速發(fā)展，電子信息產(chǎn)品趨于結(jié)構(gòu)緊湊化、運(yùn)行高效化，普遍面臨發(fā)熱量高、芯片耐高溫性差、散熱不充分等問題，大量積累的熱量將會嚴(yán)重影響電子器件的正常工作及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了解決此類問題，人們開發(fā)出以散熱系數(shù)高、質(zhì)輕的碳基材料為主的導(dǎo)熱材料。其中，石墨膜由于具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、輕薄性，在微電子封裝和集成領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢?！　【埘啺?PI)作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、微電子等領(lǐng)域，被稱為“解決問題的能手”。早在20世紀(jì)70年代，ABüRGER等將PI膜經(jīng)2800～3200℃的高溫處理得到了高定向的石墨膜，其后眾多學(xué)者對PI膜的碳化-石墨化行為和機(jī)理進(jìn)行了深入研究。PI膜制備的石墨膜雖然性能優(yōu)于大部分導(dǎo)熱材料，但仍存在導(dǎo)熱性待提高、不耐彎折等問題。在此基礎(chǔ)上學(xué)者們探究了影響石墨膜性能的因素并對其單方面性能(導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性)的提高做了深入研究。我國雖然在PI膜制備石墨膜這方面的發(fā)展較晚，但近幾年來在學(xué)術(shù)研究和專利布局方面都有很大突破。本文主要對PI基膜制備高導(dǎo)熱石墨膜的研究進(jìn)行總結(jié)?！　∈さ闹苽溲芯俊　∧壳?，制備高導(dǎo)熱石墨膜主要有4條技術(shù)路線：膨脹石墨壓延法、氧化石墨烯(GOx)還原法(溶液化學(xué)法)、氣相沉積(CVD)法、PI類薄膜碳化-石墨化法。膨脹石墨壓延法主要是由天然鱗片石墨顆粒膨脹壓延而成。GOx還原法是運(yùn)用化學(xué)試劑通過得失電子的方法還原石墨烯。CVD法則是用氣態(tài)碳源在銅和鎳襯底上生長石墨烯。PI類薄膜碳化-石墨化法主要以高聚物(PI、聚丙烯腈)為原材料，經(jīng)過前驅(qū)體的預(yù)成型碳化和高溫石墨化，制備高性能石墨烯導(dǎo)熱片和纖維。表1為4種技術(shù)路線的綜合比較。　　與其他3種方法相比，PI類薄膜碳化-石墨化法在制備具有高熱導(dǎo)率的高結(jié)晶性和高取向性石墨膜方面更有優(yōu)勢。PI類薄膜碳化-石墨化法制備高性能石墨烯導(dǎo)熱片和纖維包括兩個(gè)過程：碳化和石墨化。碳化是在減壓或在氮?dú)?N2)氛圍中對PI膜進(jìn)行預(yù)熱處理，碳化的溫度在800～1500℃。在升溫時(shí)可對PI膜施加適當(dāng)壓力以避免膜材發(fā)皺。石墨化是在減壓或在惰性氣體(氬氣(Ar)、氦氣(He)等)的保護(hù)下進(jìn)行，石墨化的溫度在1800～3000℃?！　I類薄膜制備石墨膜的早期研究以PI商品膜為基膜，對其碳化-石墨化轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行探究?！　INAGAKI等將厚度為25μm的Kapton?PI薄膜碳化，然后在不同溫度下進(jìn)行石墨化，之后觀察膜材橫截面的變化。結(jié)果表明，在550～1000℃，C-N、C=O鍵裂解，以CO、CO2、N2的形式脫離膜材，膜材質(zhì)量先迅速下降然后趨于穩(wěn)定。在1000～2000℃，膜材聚集形成亂層結(jié)構(gòu)，亂層結(jié)構(gòu)中的C、H、O、N逐漸排出，非碳原子脫離留下的空隙變小，微晶結(jié)構(gòu)的邊界逐漸消失。在2000～2500℃，微晶聚集形成石墨晶體，膜材出現(xiàn)部分石墨化?！　〕^2500℃之后，晶格逐步完善，亂層結(jié)構(gòu)逐漸變成有序平行的石墨六角網(wǎng)層結(jié)構(gòu)，膜材呈現(xiàn)出高度石墨化。他們還以Upilex?PI膜做了對比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)PI結(jié)構(gòu)中的含氧量越多，初步形成的微晶直徑越小，石墨化能力下降。YHISHIYAMA等研究了PI基膜制備的碳膜在1800～3200℃的石墨化變化，發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高，石墨結(jié)構(gòu)逐漸趨于有序?！　‰S后，國內(nèi)學(xué)者對PI膜碳化過程進(jìn)行了細(xì)化研究。趙根祥等研究了3種國產(chǎn)PI膜在高純N2氣氛中從室溫到1000℃進(jìn)行熱解炭時(shí)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著熱解溫度的升高，試樣中含碳量增加，且在550～700℃增加最為激烈，這可能是分子發(fā)生熱縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致C-O、C-N鍵斷開形成新鍵，致使雜環(huán)生長。而試樣中含氧量在800℃之前一直下降，這是由于試樣分子中的C-O鍵發(fā)生斷裂導(dǎo)致氧可能以CO形式逸出。他們還研究了Kap‐ton?PI薄膜在N2中加熱到1000℃的熱分解行為。實(shí)驗(yàn)表明，樣品的質(zhì)量損失和尺寸收縮主要發(fā)生在500～800℃，當(dāng)溫度超過800℃后，這種現(xiàn)象趨于緩和?！　∝潦缬⒌妊芯苛薖I薄膜在不同碳化溫度下膜材內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變規(guī)律及其對膜材性能的影響。同ABüRGER和趙根祥等的結(jié)論相似，在溫度區(qū)間500～650℃膜材質(zhì)量損失明顯，PI薄膜在不同熱處理溫度下內(nèi)部分子鍵的斷裂、轉(zhuǎn)變情況為：在700℃之前，亞酰胺環(huán)沿C-N鍵斷裂，脫羰基反應(yīng)，形成具有共軛腈基和異腈基的苯環(huán)型化合物，導(dǎo)致含氧量降低;在700℃之后發(fā)生雜環(huán)的合并，脫除殘留的氮氧，形成連續(xù)巨大的芳雜環(huán)多環(huán)化合物，隨后稠環(huán)芳構(gòu)化，類石墨結(jié)構(gòu)的六角碳網(wǎng)層面形成并逐漸生長。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在700℃左右膜材的力學(xué)和電學(xué)性能出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這與膜材結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變相呼應(yīng)。　　影響石墨膜性能的因素　　為了擴(kuò)大研究，學(xué)者們不再局限于以PI商品膜為基膜，開始使用單體自主合成的PI膜，發(fā)現(xiàn)影響PI膜石墨化性能的因素主要有化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子取向和其他摻雜物質(zhì)的催化作用?！　》肿咏Y(jié)構(gòu)　　MINAGAKI等選定Kapton?和Novax?兩種配方的芳香族PI薄膜(如圖1所示)，經(jīng)3000℃石墨化后，在液氮環(huán)境下垂直于各石墨膜表面施加1T磁場，通過測量橫向磁阻來研究碳化過程中升溫速率對最終石墨膜性能的影響。測量后發(fā)現(xiàn)Kapton?膜的石墨化程度隨升溫速率的升高而升高，而Novax?膜的結(jié)晶度在升溫速率為2℃/min時(shí)最高，證明PI分子的構(gòu)象變化是影響石墨結(jié)晶度的主要因素之一?！　HISHIYAMA等研究發(fā)現(xiàn)，以1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)、對苯二胺(PDA)、3,3′,4,4′-二氨基聯(lián)苯胺四鹽酸(TAB)為原料(如圖2所示)，制備的PI基膜(n(PMDA)∶n(PDA)∶n(TAB)=25∶23∶1)，在N2氣氛中，通過紅外輻射以2℃/min的升溫速率加熱至900℃，并在900℃保持1h;再在Ar氣氛中將碳膜夾在石墨板中以20℃/min的升溫速率從1800℃加熱至3200℃，并且每升溫100℃保溫30min，最終在3200℃時(shí)保溫10min，發(fā)現(xiàn)石墨化質(zhì)量與高度取向的熱解石墨(HOPG)相當(dāng)?！　TAKEICHI等將不同的聚酰胺酸(PAA)轉(zhuǎn)化為聚酰胺酯，通過胺酯交換將其亞胺化后進(jìn)行碳化-石墨化，探究不同PI前驅(qū)體結(jié)構(gòu)對于碳化-石墨化的影響。結(jié)果表明，由PMDA和PDA制得PAA再經(jīng)酯化后制得的PI薄膜具有高石墨化性，并且石墨化膜的取向隨酯化率的增加而增加;同時(shí)石墨膜的取向也受烷基酯的影響，聚酰胺酯酰亞胺化時(shí)具有更大的離去基團(tuán)，PI膜階段的拉伸模量更低，石墨化薄膜具有更高取向。而對于由3,3′,4,4′-聯(lián)苯四羧酸二酐(BPDA)和PDA制得PAA再經(jīng)酯化后制得的PI薄膜，聚酰胺酯酰亞胺化時(shí)具有更大的離去基團(tuán)，PI膜階段的拉伸模量更高，石墨化薄膜也具有更高取向。對于由PMDA和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)制得PAA再經(jīng)酯化后制得的PI薄膜用作前體時(shí)，轉(zhuǎn)化為聚(酰胺酯)對石墨化薄膜的取向沒有任何影響?！　》肿尤∠颉　HONGDH等研究了厚度為2～26μm由PMDA和ODA制備的PI膜在不同熱處理溫度下的石墨化行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PI基膜厚度越小，膜平面內(nèi)取向度越大，制得的石墨膜結(jié)晶度越高?！　ESMIRNOVA等比較了3種厚度相近的剛性棒狀結(jié)構(gòu)的PI膜在PAA階段進(jìn)行單拉和雙拉預(yù)處理后對石墨化性能的影響。研究表明，在碳化-石墨化過程中，PAA膜的有序晶體結(jié)構(gòu)對形成高度石墨化膜起主要作用。均聚PI膜在PAA階段進(jìn)行雙軸預(yù)拉伸可提高膜的石墨結(jié)晶度和石墨化程度。單軸預(yù)拉伸處理的各類PI膜的磁阻在所有強(qiáng)度下均低于雙軸預(yù)拉伸和未拉伸的PI膜，證明亂層結(jié)構(gòu)在向石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化時(shí)，單軸預(yù)拉伸的膜結(jié)構(gòu)缺陷多于雙軸預(yù)拉伸和未拉伸的PI膜，導(dǎo)致其導(dǎo)電性能降低。　　其他摻雜物質(zhì)的催化作用　　添加少量的催化劑是加速石墨化催化和提高石墨化程度的有效方法。常用的催化劑有金屬、非金屬及其化合物?！　√砑咏饘俅呋瘎　OKA等基于PMDA和ODA制得的PAA溶液，混合乙酰丙酮鐵配合物的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液，得到含鐵的PAA溶液，通過熱亞胺化制得PI-Fe膜。在600～1200℃各個(gè)溫度下通Ar保溫1h，將PI-Fe和PI薄膜碳化。研究發(fā)現(xiàn)，在600～1200℃，鐵促進(jìn)了PI膜的碳化并提高了電導(dǎo)率，但在1200℃后，鐵顆粒從順磁過渡到鐵磁，含鐵碳膜和純PI膜制得的碳膜電導(dǎo)率幾乎相同。BINYZ等[29]實(shí)驗(yàn)表明PAA亞胺化后得到的PI膜在鎳的催化下，在1600℃碳化5h后檢測到其晶體結(jié)構(gòu)接近于完美的石墨晶體，鎳顆粒的催化作用對于改善石墨化程度起著重要作用。　　添加非金屬及其化合物催化劑　　硼能與碳置換形成固溶體，HKONNO等對含硼官能團(tuán)的PI薄膜在1200～2600℃進(jìn)行碳化石墨化。研究發(fā)現(xiàn)B-N鍵在800℃左右形成，接著在1200℃時(shí)被打斷并取代結(jié)構(gòu)中的碳。由于碳原子之間的共價(jià)鍵斷裂導(dǎo)致碳骨架重排，硼原子通過間隙擴(kuò)散連接亂層中斷鍵的碳原子，減小了碳層間距。雖然硼摻雜降低了石墨膜的層間距d002，但其碳化-石墨化后分子結(jié)構(gòu)更為無序，不利于石墨結(jié)構(gòu)的發(fā)展，同時(shí)硼原子的存在干擾了碳膜的導(dǎo)電性能?！　IUYG等在3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)和ODA制得的PAA中加入碳化硅(SiC)納米顆粒制備PI膜，分別在600、800、1000℃下碳化2h，研究發(fā)現(xiàn)PI膜的碳化主要發(fā)生了脫氧和脫氮反應(yīng)。在2300℃石墨化2h后，隨著SiC納米顆粒摻入量的增加，石墨化程度和晶體尺寸增加。引入3%的SiC納米顆粒時(shí)，石墨化膜的薄層方塊電阻達(dá)到0.96Ω。這些結(jié)果證實(shí)了SiC納米顆粒對PI膜的碳化-石墨化具有催化作用和增強(qiáng)作用。SiC在高于1600℃時(shí)會發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，從β-SiC轉(zhuǎn)變成于α-SiC，到2600℃時(shí)，SiC發(fā)生分解反應(yīng)，生成氣態(tài)硅和易石墨化的碳，提高了材料的石墨化程度?！　IUYG等在同一組份的PAA中加入不同劑量的還原氧化石墨烯(RGO)懸浮液，制得不同RGO含量的RGO/PAA復(fù)合膜，將純PI膜和RGO/PI復(fù)合膜分別在N2下以10℃/min的升溫速率升溫并在1000℃和1600℃下保持2h，再在Ar氣氛下于2300℃保溫2h制得石墨膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，RGO含量為3%的石墨膜石墨化度為37.2%，證實(shí)了在RGO/PI復(fù)合膜的石墨化過程中，RGO片材具有明顯的誘導(dǎo)作用?！　∈?fù)合材料在導(dǎo)熱方面的研究　　表2為常用導(dǎo)熱材料的相關(guān)參數(shù)對比。與其他導(dǎo)熱材料相比，PI基膜制備的石墨膜材料具有密度小、質(zhì)量輕、熔點(diǎn)高等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于較多領(lǐng)域。但其仍存在許多問題：①熱導(dǎo)率仍有待提高?！　∮杀?可以看出，PI基膜制備的石墨膜材壓延后熱導(dǎo)率優(yōu)于大部分導(dǎo)熱材料，但層間空隙較大，對于其熱導(dǎo)率的提高有很大的阻礙作用;②不耐彎折、韌性差。由于高溫下化學(xué)鍵的斷裂和再生成，非碳原子的離開造成了微觀結(jié)構(gòu)上的晶體缺陷，石墨膜的韌性降低，不耐彎折;③碳化石墨設(shè)備能耗高。碳化和石墨化的制備工藝不同，存在兩次升溫降溫，具有能耗高、間歇性生產(chǎn)產(chǎn)量低等缺陷?！　∫虼?，將PI基膜與其他質(zhì)輕、高導(dǎo)熱的碳原材料復(fù)合制備石墨膜復(fù)合材料，為以上問題提供了新的解決方案?！　∫跃埘啺窞橹黧w材料制備石墨膜　　LIYH等將不同含量的氧化石墨烯(GO)和RGO混入DMAc溶液，以PMDA和ODA為反應(yīng)單體制備PAA，再在80℃的真空環(huán)境下放置2h揮發(fā)多余溶劑，然后分別在100、150、250、300℃下固化1h。在N2氛圍中，將PI膜樣品放入管式爐加熱，分別在500、1000、1500℃溫度下保溫1h。結(jié)果表明，經(jīng)過1500℃的碳化，2%GO/PI復(fù)合膜制備的碳膜熱導(dǎo)率為172.69W/(m·K)，比2%RGO/PI復(fù)合膜制備的碳膜熱導(dǎo)率提高了112%，比純PI膜制備的碳膜熱導(dǎo)率提高

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02 2021-04

石墨烯是什么材料，看看這種說法

石墨烯是什么材料,以下看石墨烯廠家的專業(yè)介紹。石墨烯是一種二維晶體，人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。

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02 2021-04

國檢中心助力解決石墨烯行業(yè)疑難

石墨烯自問世起，憑借其強(qiáng)大的性能和潛力被世界各國提升到國家戰(zhàn)略發(fā)展的高度，其發(fā)展水平與國家整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科研投入以及資源稟賦具有高度相關(guān)性。但目前國內(nèi)外對于石墨烯相關(guān)研究主要集中在其發(fā)展概況上，對當(dāng)下石墨烯的技術(shù)研發(fā)、資本炒作、產(chǎn)品市場化中存在的問題頗多，石墨烯實(shí)現(xiàn)從樣品、產(chǎn)品到商品這中間的轉(zhuǎn)化過程非常困難，是石墨烯發(fā)展過程中的重大疑難問題。

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12 2020-11

石墨烯公司有哪些？

目前，許多由有機(jī)材料制造的電子和光電子材料都具備良好的柔韌度，易于改變形狀。與此同時(shí)，不易形變的無機(jī)化合物在制造光學(xué)、電氣和機(jī)械元件方面展現(xiàn)出了強(qiáng)大的性能。但由于技術(shù)原因，二者卻很難優(yōu)勢互補(bǔ)，功能優(yōu)異的無機(jī)化合物半導(dǎo)體也因不易塑形的特點(diǎn)而遇到了發(fā)展障礙。

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