碳化硅(SiC)转化为石墨烯的新方法

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碳化硅(SiC)转化为石墨烯的新方法

文章出处:原创网责任编辑:杨丽君作者:赵玉龙人气:-发表时间:2016-03-12 16:51:00【

  近年以来,石墨烯作为一种新型高科技材料逐步走入大众视野,从其诞生就笼罩着高大上的光环,一夜之间成为各国媒体争相报道的新型前沿材料。

  石墨烯用途广泛,它既是世界上目前最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。

  石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。但是,由于石墨烯的制备过程较为复杂,原材料极为昂贵,目前仍停留在实验室阶段,短时间内难以大规模工业化应用。所以,开发新的石墨烯制备工艺,降低原材料成本就成了迫在眉睫的课题,有利于促进石墨烯的大规模工业化生产。

  近期,Scientific Reports刊发了武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室燃料电池研究团队木士春教授在无定形碳化硅(SiC)转化为石墨烯方面的创新性研究成果。研究报告中,采用成本低廉的无定形SiC(a-Si1-xCx)取代昂贵的晶体SiC作为石墨烯的前驱体,结合成熟的氯化技术(chlorination),首次提出了一种通过无定形SiC氯化法合成石墨烯的新方法。采用该方法,在较低温度(800℃)、常压条件下即可快速地实现无定形SiC向石墨烯的转化。在高分辨透射电子显微镜(HRTEM)下可观测到通过无定形SiC-氯化法合成的石墨烯层数在10层以内,继承了SiC外延生长法层数少的优点。此外,报道中还探讨了无定形SiC的石墨烯转化机制,提出了一种无定形SiC转化为石墨烯的氯刻蚀晶化模型。因此,该方法具有大规模生产石墨烯及在任意基底上大面积合成层数可控石墨烯的巨大应用前景。

  山东金蒙新材料股份有限公司是一家以碳化硅原料生产、碳化硅新材料研发与应用的高新技术企业,坚持走产、学、研相结合的道路,以技术引领和扩大市场,取得了一系列碳化硅材料开发与应用领域的显著成果。

  目前公司正积极研发各种新型碳化硅陶瓷应用项目,立足原料优势,逐步优化产能,产品已在功能陶瓷、超高导热材料、超硬刀具等新型材料领域得到了应用并取得了优异的成果。

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