江西石墨烯復(fù)合材料

目前第六元素全資子公司常州第六元素半導(dǎo)體有限公司已與客戶成功開發(fā)石墨烯超級(jí)銅復(fù)合材料（“超級(jí)銅”），“超級(jí)銅”利用CVD沉積技術(shù)制備而成，石墨烯超級(jí)銅導(dǎo)電率高于銀10%，如成功應(yīng)用于電機(jī)，若按10%替換，則每年節(jié)約用電，相當(dāng)于葛洲壩電站近2個(gè)月的發(fā)電量，節(jié)約電費(fèi)約20億元。近日，中國中車高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料“超級(jí)銅”登上央視《焦點(diǎn)訪談》節(jié)目。據(jù)中國中車介紹，“超級(jí)銅”由中車研究院與上海交通大學(xué)張荻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)，是一種高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料。“超級(jí)銅”利用石墨烯較好的導(dǎo)電性和力學(xué)性能與銅材料片堆疊制成，實(shí)現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢互補(bǔ)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，超級(jí)銅的導(dǎo)電性能超過銀10%，如果全國10%的電機(jī)用上這種“超級(jí)銅”材料，那么一年可以節(jié)省出180多億度電。180億度電相當(dāng)于節(jié)省出一個(gè)葛洲壩電站（2022年葛洲壩電站完成發(fā)電量）。目前，“超級(jí)銅”已完成中試驗(yàn)證，驗(yàn)證了超級(jí)銅的量產(chǎn)可行性，并實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，接下來將加快批量化制造進(jìn)程。石墨烯在航天行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢也是極其明顯的。江西石墨烯復(fù)合材料

溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時(shí)溶劑可以插入石墨層間，進(jìn)行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會(huì)像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%)，電導(dǎo)率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯，整個(gè)液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。特種石墨烯措施高導(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。

石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成及其物理性能從其化學(xué)結(jié)構(gòu)組成上來看，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型（呈蜂巢晶格）的二維碳納米材料。其次從其物理性能上來看，它具有光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性一部分列的物理性能，從這也可以表現(xiàn)出它是一種非金屬材料，其不具備金屬所擁有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料，被譽(yù)為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達(dá)頭發(fā)絲的20萬分之一，強(qiáng)度是鋼的200倍?？茖W(xué)家預(yù)言，石墨烯將會(huì)是21世紀(jì)****重要，要優(yōu)先集中精力的新材料，市場應(yīng)用前景不可估量。石墨烯不僅*是電子產(chǎn)品、新能源電池、航空航天領(lǐng)域?qū)е律鐣?huì)的特別要注意關(guān)注。

石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。具備低溫遠(yuǎn)紅外功能，集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其對(duì)周圍的環(huán)境非常敏感，是電化學(xué)生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，石墨烯制作的晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依首念頌然能穩(wěn)定地工作。石墨烯具有質(zhì)量輕、高化學(xué)穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點(diǎn)，使之高裂成為儲(chǔ)氫材料的比較好候選者。石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn)：碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp2鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰者鄭原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個(gè)相鄰碳原子間的鍵長為×10-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。氧化石墨烯分散液可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)配，從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、增強(qiáng)、阻燃、抑菌等性能。

石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個(gè)相鄰碳原子間的鍵長為×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似)，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率比較高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達(dá)250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外，石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過電場作用改變化學(xué)勢而被觀察到，而科學(xué)家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)。基于氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜，具有良好的熱導(dǎo)率，可作為各類電子設(shè)備的優(yōu)良的散熱材料。江西石墨烯復(fù)合材料

石墨烯極少添加量可改善材料力學(xué)性能。江西石墨烯復(fù)合材料

12月09日上午8點(diǎn)38分，常州第六元素材料科技股份有限公司舉行“第六元素研發(fā)中心”奠基儀式，武進(jìn)區(qū)副區(qū)長、常州西太湖科技產(chǎn)業(yè)園黨工委書記徐俊、常州西太湖科技產(chǎn)業(yè)園管委會(huì)副主任王曉東、胡延紅、常州第六元素董事長瞿研博士、首席科學(xué)家朱彥武教授、季恒星教授和公司相關(guān)主要負(fù)責(zé)人參加了儀式。第六元素董事長瞿研博士首先對(duì)參加奠基儀式的領(lǐng)導(dǎo)表示了熱烈的歡迎和由衷的感謝，同時(shí)對(duì)研發(fā)中心的建設(shè)情況進(jìn)行了介紹，***向武進(jìn)區(qū)、管委會(huì)表達(dá)了感激之情，如果沒有良好的營商環(huán)境、高效的服務(wù)體系以及**各級(jí)部門的鼎力支持和幫助，第六元素將能夠取得目前的成就。同時(shí)對(duì)研發(fā)中心的建設(shè)情況進(jìn)行了介紹，***向武進(jìn)區(qū)、管委會(huì)表達(dá)了感激之情，如果沒有良好的營商環(huán)境、高效的服務(wù)體系以及**各級(jí)部門的鼎力支持和幫助，第六元素將能夠取得目前的成就。江西石墨烯復(fù)合材料