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石墨烯简介.ppt

上传人:wefe2019 2021/5/20 文件大小:571 KB

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石墨烯简介.ppt

文档介绍

文档介绍:石墨烯是单原子层的石墨
石墨是碳单质的同素异形体之一
地球上的生命都是以碳元素为基础的
某种承度上说,有机化学其实就是碳的化学
碳元素是神奇的六号元素,其单质的众多同素异形体,从最硬到极软、全吸光到全透光、绝缘体到半导体到导体、绝热到良导热、高临界温度的超导体等。
钻石是已知最硬的矿石;石墨却是最软的矿石之一。
* 钻石是终极的研磨剂;石墨却是非常好的润滑剂。
* 钻石是一流的绝缘体;石墨却是良导体。
* 钻石通常是透明的;石墨却是不透光的。
* 钻石的结晶是立方晶系;石墨却是六方晶系。
* 钻石的价值昴贵;石墨却是相当廉价。
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石墨和石墨烯的特性
石墨的特性:
耐高温性:石墨的熔点为3850℃士50℃,沸点为4250℃,即使经过超高电弧灼烧,重量损失也很少,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而增强,在2000℃时,石墨强度提高一倍;
导电导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍,导热性超过钢、铁、铅等金属材料,导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。(×10-8 ×10-8 ×10-7 石墨(8~13)×10-6, Ω*m)
化学稳定性:石墨在常温下具有良好的化学稳定性,能耐酸碱、耐有机溶剂的腐蚀。
润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。石墨为层状耐磨矿物,,、,.
抗热震性:石墨在高温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
石墨烯的特性
石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料,也是有史以来被证实的最结实的材料,其强度可达130 GPa,是钢的100多倍,,其断裂强度达到了惊人的42NM-1;最新的研究表明,石墨烯具有 10 倍于商用硅片的高载流子迁移率(15000 cm2V-1s-1) ,石墨烯的热导率可达5000W/ m·K,是室温下纯金刚石的 3倍。目前试验还证实了石墨烯中的电子和空穴成对现象(Electron-Hole Symmetry),半整数量子霍尔效应(Half-integer Quantum Hall Effect),室温量子霍尔效应(Room-Temperature Quantum Hall Effect)等多种独特的电子结构和性质。
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石墨烯的制备和应用
近20年来,碳纳米材料一直是科技创新的前沿领域,1985年发现的富勒烯和1991年发现的碳纳米管均引起了巨大的研究热潮.
2004年石墨烯被英国曼彻斯特大学Geim和他的同事们首次制备。一直以来,人们认为,单层的石墨烯是不可稳定能存在的。Geim教授在理论上不可行的情况下依然进行了偿试,他用胶带粘附的方法成功得到了单层的石墨烯,并在2004年的《Nature》上发表了关于石墨烯的研究成果。石墨烯的发现在纳米科技上是有划时代的意义的。Geim教授也凭借这一发现获得了2010年诺贝尔物理学奖。而我们知道富勒烯的发现者已经获得了1996年的诺贝尔化学奖。
目前有三种方法制备石墨烯,一种是SiC的高温热解外延法或过渡族金属催化外延法,另一种是轻微摩擦法或撕