美国研新技术可人工合成高质量石墨烯

1、美国研发新技术可人工合成高质量石墨烯 美国科学家表示，他们研发了一种人工合成高质量【石墨】烯的技术，新方法不仅可控且可进行扩展，有望为下一代电子设备的研制铺平道路。相关研究将发表在今年的第11期碳杂志上。石墨烯模型石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体，只有一层碳原子的厚度，是迄今最薄也最坚硬的材料，其导电、导热性能超强，远远超过硅和其他传统的半导体材料。科学家们认为，石墨烯有望彻底变革材料科学领域，未来或能取代硅成为电子元件材料，广泛应用于超级计算机、柔性触摸屏、环保和医疗设备、光子传感器以及有机太阳能电池等诸多领域。要让石墨烯更好地应用于电子工业，还需找到可控且有效的方法，在

2、更大范围内获得更高质量的【石墨】烯。加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）电子和计算机工程系教授考斯塔弗·巴纳吉领导的研究团队研制出的最新合成技术能提供高质量且均质的【石墨】烯。这一过程不仅可进行扩展，还能控制最终得到的石墨烯的层数单层还是双层，这一点对石墨烯在电子和其他技术领域大展拳脚来说非常重要。研究团队的技术关键是他们深刻理解了基座对石墨烯生长动力学的重大影响。他们在一个经过预处理的铜基座上使用低压化学气相沉积（LPCVD）法并在特定的高温下将甲烷分解，从而制造出了均质的碳层（石墨烯）。参与研究的博士后研究员刘伟（音译）表示：“铜基座上不完美的位置点会显著影响【cn.made-in

3、-石墨细度测定方法(代替GB 35201983) 主题内容与适用范围 本标准规定了石墨产品细度的检验方法 本标准适用于鳞片石墨与微晶石墨产品的细度检验。 引用标准 GB/T3518 鳞片石墨 GB/T3519 微晶石墨 GB 6003 试验筛 GB 9909 实验室用标准筛振荡机技术条件 术语 筛分终点：按规定时间对试样筛检结束时，继续筛分一定时间，筛下物质量与试样 量之比小于0.3时，则筛分到达终点。 4 检验方法 4.1 方法原理概要石墨产品细度是在一定条件下，试样经指定孔径的标准筛筛分后，以筛余物或筛下物 质量占试样质量的百分数来表示。 在本标准中规定了两种方法，具有同等效力。 4.2

4、筛检方法（一） 4.2.1 设备、仪器 a.旋转气流筛：工作负压20006000a; b.标准筛：应符合GB6003要求； c.电热干燥箱：调温范围0300，控温器的灵敏度±1； d.天平：感量0.001g； e.秒表； f.毛刷。 4.2.2 检验步骤 4.2.2.1 按GB/T3518和GB/T3519中规定的取样方法采取筛检试样200g。 4.2.2.2 称取水分小于的试样g（精确至0.001g），放入带底的标准筛内，并使试样 在筛面上均匀铺开。 4.2.2.3 将装好试样的标准筛装在旋转气流筛的筛座上，并将筛底中的细试样倒入筛内试 样中，盖上筛盖。开动气流筛，同时计时，控制工

5、作负压在2×103Pa3×103Pa 用小木锤轻敲筛盖或筛框，使附在筛盖或筛框上的试样落入筛面上，筛1min。 4.2.2.4 将标准筛连同筛盖一起取出，用毛刷将筛盖和筛框内周附着的试样扫入筛内，再将 筛余物倒入容器，进行称量。 4.2.2.5 把称量过的筛余物再按4.2.2.3进行检查筛分15s。如未到达筛分终点，则继续筛 分15s。如此反复，直至到达筛分终点，进行最终称量。 4.2.2.6 结果计算：筛余物、筛下物的百分含量按式（）和式（）计算（小数点后保留 两位数）。 m1 x1(%)×100 （1） m x2(%)(1x1)×100 （2） 式中

6、：x1筛余物百分含量，； x2筛下物百分含量，； m 试样质量,g; m1筛作物质量,g。 取绝对误差小于2.0的两个检验结果的算术平均值为报告数据。否则，应重新取样 检验。 4.3 筛检方法（二） 4.3.1 设备、仪器 a.振筛机:应符合GB9909有关规定; b.标准筛:应符合GB6003要求; c.电热干燥箱：调温范围0300，控温器灵敏度±1； d.天平：感量0.01g； e.秒表； f.毛刷。 4.3.2 检验步骤 4.3.2.1 称取水分小于的试样50g（准确至0.01g），倒入带有筛底的标准筛内，装在振 在振筛机上进行筛分。筛分时间按试样细度确定。以大于75m为主的试

7、样筛检 10min；小于75m大于45m为主的试样筛检20min；以小于45m为主的试样筛检 30min。 4.3.2.2 到达筛分规定的时间停机，倒出筛底物料后，在振筛机上进行检查筛分1min，如未 到达筛分终点，则继续筛分1min。如此反复，直至到达筛分终点。开始称量筛上 物或筛下物。 4.3.2.3 结果计算：按4.2.2.6进行。 附加说明： 本标准由国家建筑材料工业局提出。 本标准由山东南墅石墨矿归口。 本标准由咸阳非金属矿研究所、山东南墅石墨矿起草。 本标准主要起草人赵桂荣、展玉纯。 浅析碳在铸钢中的作用 与铸铁相比，碳在铸钢中的形态是比较简单的，除一种特殊的“石墨钢”外，基本上都

8、以碳化物的形态析出，而不以石墨的形态析出。石墨钢是含碳量相当高的过共析钢，经适当的热处理后，所含的碳一部分以石墨的形态析出，因而兼有铸钢和铸铁的性能。由于组织中含有游离石墨，是一种耐磨损的结构材料，曾用于制造曲轴、冲压模具等构件。近30年来，由于球墨铸铁和蠕墨铸铁生产工艺的进步和性能的改善，石墨钢的应用已经很少.铁-碳合金中的碳化物是碳化铁(Fe3C)，通常称为“渗碳体”，是具有复杂晶体结构的间隙化合物，硬度约9501050HV。渗碳体的晶体结构如图4所示，碳原子构成正交晶格，三个坐标轴间的夹角都是90°，三个晶格常数a=45.235nm、b=50.888nm、c=67.431nm。

9、每个晶胞中有12个铁原子、4个碳原子。每个碳原子周围都有6个铁原子构成八面体，而每个铁原子又为两个碳原子所共有。各八面体的轴彼此间都倾斜某一角度。铸钢中除含碳以外，通常还含有其他合金元素和非故意加入的元素，因此，钢中除含有Fe3C外，会因成分不同而含有其他元素的碳化物，如Mn3C、Cr3C、Cr7C3、Cr23C6、Mo2C、MoC、WC、W2C、VC、V4C3、TiC、NbC、Nb4C3、ZrC等；还可能形成各种复合碳化物，如FeMo2C6、Fe4W2C、Fe21W2C6、3C4Mo2C、3C(Ni，Co)4C、(Mo，W)2C纯铁的熔点为1538，固态铁有3种同素异晶体：从低温到910之间

10、，为体心正立方晶格，称为-铁；在9101400之间，为面心正立方晶格，称为-铁；在1400以上，为体心正立方晶格，称为-铁。碳在体心正立方晶格型铁中的溶解度极为有限。在-铁中的溶解度最多为0.0218%(质量分数)，这种含碳量很低的固溶体称为铁素体；在-铁中的溶解度最多为0.09%(质量分数)，这种固溶体称为高温铁素体。在铁-碳合金中，碳在-铁中的固溶体称为奥氏体，其溶解度因温度而异。在共晶温度下，溶解度的最大值为2.11%(质量分数)，且通常以这一含碳量作为区分铸铁与铸钢的界限，含碳量在2.11%以 上的为铸铁，含量在此值以下的为铸钢。实际上，很少有含碳量低到接近此值的铸铁，也很少有高到接近

11、此值的铸钢。只有过共析钢的组织中才可见到游离的渗碳 体，而通常用于制造工程与结构用铸钢件的都是亚共析钢，因此，在铸钢组织中不可能有游离的二次渗碳体。铸造工作者的一项重要任务就是：通过优选化学成分并 采用适当的热处理工艺以控制碳的形态，从而保证钢的性能。含碳的基体组织有以下3种形态。(1)珠 光体亚共析钢自奥氏体区冷却时，先自奥氏体中析出先共析铁素体，其中的含碳量随之提高，到奥氏体中的碳含量接近共析成分后就发生共析转变，通过铁原子和碳 原子的扩散，形成珠光体组织。在奥氏体成分比较均匀的条件下，冷却分解得到的珠光体通常都呈片层状，是由铁素体片和渗碳体片交替相间组成的。通过适当的热 处理，也可得到粒

12、状珠光体。片层状珠光体，可按其片层间距分为三类：第一类：缓慢冷却，奥氏体在较高温度(700650)下转变形成的粗珠光体，平均片层间距>0.3m，通常称为珠光体。第二类：冷却较快，奥氏体在较低温度(650600)下转变形成的细珠光体，平均片层间距在0.10.3m之间，在高倍光学显微镜下才能分辨其片层，也称为索氏体。第三类：快速冷却，奥氏体在更低的温度(600550)下转变、形成的超细珠光体，平均片层间距<0.1um，即使在高倍光学显微镜下也无法分辨其片层，只有用电子显微镜才能观察其片层的特征，也称为托氏体(屈氏体)。上述三种都属于片层状珠光体组织，只有粗细之分，并无本质的区别，它们之间的界限也是相对的。片层间距减小，珠光体的抗拉强度和硬度明显提高，而伸长率则改变不多。(2)马氏体经奥氏体化的钢以很快的速率冷却到低温时，各种元素的扩散都极为困难，因而转变过程中不发生化学成分的局部变化。铁原子不扩散，只发生铁的晶格重构，