日本高密度高强度各向同性石墨的开发

石墨材料

石墨材料模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。近年模具行业飞速发展，石墨材料、新工艺和不断增加的模具工厂不断冲击着模具市场，石墨以其良好的物理和化学性能逐渐成为模具制作的首选材料。[1]编辑本段石墨模具的优良性能1.优良的导热及导电性能 2.线膨胀系数低等很好的热稳定性能及抗加热冲击性 3.耐化学腐蚀与多数金属不易发生反应 4.在高温下（在多数铜基胎体烧结温度800℃以上）强度随温度升高而增大 5.具有良好的润滑和抗磨性 6.易于加工，机械加工性能好，可以制作成形状复杂、精度高的模具编辑本段石墨模具的应用目前，石墨模具主要在以下几个方面得到了广泛的应用：1.有色金属连续铸造及半连续铸造用石墨模具：近年来，国内外正在推广由熔融金属状态直接连续（或半连续的）制造棒材或管材等先进的生产方法。国内在铜，铜合金，铝，铝合金等方面已开始采用这种方法。人造石墨作为有色金属的连续铸造或半连续铸造用模具被认为是最合适的材料。生产实践证明，由于采用了石墨模具，因其导热性能良好（导热性能决定了金属或合金的凝固速度），模具的自润滑性能好等因素，不但使铸型速度提高，而且由于铸锭的尺寸精确，表面光滑，结晶组织

原子吸收分析中石墨管的选择及型号参考

原子吸收分析中石墨管的选择及型号参考石墨管目前有许多种类，主要分为以下几个大类： 1.普通高密度石墨管 2.热解涂层石墨管 3.带L’VOV平台石墨管，目前进口的还有新出的Ω平台。 4.横向加热石墨管，长寿命管等下面就以上几种常见的石墨管特特质来具体谈谈我们在分析过程中针对不同的应用进行石墨管的选择：高密度石墨管：适合于原子化温度较低，易于形成挥发性氧化物的测定： Li , Na , K , Rb , Cs , Ag , Au , Be , Mg , Zn , Cd , Hg , Al , Ga , In , Tl , Si , Ge , Sn , Pb , As , Sb , Bi , Se , Te 等元素。应用优点：还原气氛强，不易生成挥发性氧化物，因此灵敏度较涂层好。特别是对于：Ai，Si，Ge，Sn。热解涂层管：主要针对于易形成碳化物元素的测定： Ca , Cr , Cu , Ba , Sr , Ti , V , Ni , Pt , Rh , Pd , Pt , Ir 等尤其是Ni，Cu，Ca，Ti，Sr等几种元素比用普通高密石墨管的灵敏度提高10-30倍。平台石墨管：它主要是靠石墨管的辐射加热，优化了原子化等温区，使分析的灵敏度和稳定性能有较大幅度的提高。 5.其他还有横向加热石墨管及长寿命石墨管等，其中长寿命石墨管能在较高的温度条件下（2800℃）比普通石墨管的寿命高处许多。进口或国产石墨管参可考以下型号：瓦里安(V arian)石墨管 63-100011-00--- 高原管,高温热解涂层---10 63-100014-00--- 高原管,无涂层--- 10 63-100013-00---骨型平台,热解石墨(高原管内使用)---10 63-100012-00--- 分配管,高温热解涂层---10 63-100015-00--- 分配管,无涂层--- 10 63-100012-HP--- 分配管,高温热解涂层,高纯度--- 10 63-100012-EL---分配管,高温热解涂层,长使用寿命---10 63-100037-00---omega 高原管---10 63-100018-00--- 管套,高温热解涂层--- 1

石墨性能

石墨康飞宇刘秀瀛（清华大学材料科学与工程系）地球上没有任何元素能象碳那样。由单一元素组成，形成外观多变，性能各异，应用广泛的制品。它之所以能够如此，与其原子键合方式、分子结构类型及其集合形态的多样性密切相关。碳元素基态电子层结构为1S22S22P2。根据原子结构理论，碳原子的外层电子可通过sp3·sp2·sp三种杂化方式形成δ键和π键。当碳原子外层电子以sp3杂化时，就构成了具有立体结构的金刚石；当以sp2杂化时，就构成了平面结构的石墨，当以sp杂比时，就生成线状结构的炭——卡宾。1985年科学家们又发现了一种笼形结构的碳，即由60个碳原子组成的高质量数碳族分子——固体CB60，即足球烯。石墨晶体具有六角平面网状结构，可分为天然石墨和人造石墨两种。前者多呈鳞状，由石墨矿中提选出来。六角平面内三个sp2杂化轨道互成120°角排列。与相邻碳原子生成共价键。剩余的一个2P电子在垂直于六角平面的方向上排列，网面上下方的π电子相互重合，形成范德华键。石墨晶体的层间叠合方式通常为ABAB型或ABCABC型。如图1所示。天然石墨多为第一种方式；人造石墨多为第二种方式。单晶石墨的理想晶体结构有六方晶系和三方（菱面体）晶系两种。对于六方晶系的晶胞，其晶格常数a0=2.461埃、C0=6.708埃。晶胞内有4个碳原子，由此可计算出理想石墨的密度为2.266。人们从结晶程度非常高的天然鳞片石墨中可筛选出单晶石墨，但尺寸很小。石墨的性能石墨的独特构造使其具有特殊的性能，应用十分广泛，在工业上主要应用以下几种性能：（1）润滑性。由于石墨材料层间结合力很小，当其与金属摩擦时，在金属表面极易形成石墨薄膜，可以起到减摩作用。对于表面抛光的钢，高强石墨在常温、大气中的动摩擦系数约为0.35。因此，石墨常被作为润滑剂、制造石墨轴承、模锻石墨乳等。（2）热膨胀性小。一般在20℃～200℃之间，挤压成型的石墨制品，沿挤压方向的热膨胀系数为（1～2）×10-6/℃，垂直于挤压方向为（2～3）×10-6/℃。膨胀石墨板的热膨胀系数较大，如沿面方向为5×10-6/℃，沿厚度方向为100×10-6/℃。石墨制品具有较高的抗热震性，如电炉炼钢用的石墨电极要承受急冷、急热作用，等等。（3）良好的导热、导电性。一般沿晶体层面方向的传导性比垂直于层面方向的大得多。但石墨的导热率和电阻均受温度影响，如电阻系数在700 K～900K以下为负值，900K以上为正值，导热率在某一温度达到最大

活性碳堆密度

活性碳一、产品简介活性碳是一种多孔性物质，它比表面积大，吸附性强，能脱硫、脱笨、脱臭、脱色，还能选择性地脱除液相或气相中某些化学物质，可广泛应用于化工、石油、天然气、冶金、原子能、水处理、食品、纺织、医药、城建及环保等工业过程。二、技术参数 HT-1型脱硫粒状活性炭此型号以优质活性炭为载体，引入高活性的脱硫催化剂而制成，具有能在常温、常压或变压下使各种原料气中无机硫化物、有机硫化物达到高精度脱除效果。适用于合成氨、甲醇、联醇、甲烷化煤气、合成燃料、食品CO2、聚丙烯等生产工艺中的脱硫。也可用于城市煤气、水煤气、半水煤气、焦炉气、液化石油气、天然气等精脱硫，可使硫化氢脱至0.3PPm以下。项目单位数据项目单位数据硫容 mg/g ≥800充填密度g/cm30.45～0.5 量灰 % ≥450强度% ≥90份酸碱 PH 7～9 水份% ≤5度 HT-2型回收溶剂用粒状活性炭回收溶剂颗粒活性炭主要用于苯、甲苯、二甲苯、醚、乙醇、丙酮、汽油、三氯甲烷、四氯甲烷等有机溶剂的回收。

性能单位HT-21 HT-22 水份% ≤5≤5 强度% ≥90≥90 四氯化碳吸附率 % ≥50≥60 苯吸附率% ≥35≥35 堆积密度g/ml 0.4～0.5 0.4～0.5 酸碱度PH 7～9 7～9 灰份% ≤16≤12 粒度mm φ1.5～5.0 φ1.5～5.0 HT-3型催化剂载体用粒状活性炭用于气相、液丁吸附，做催化剂载体项目单位数据项目单位数据水容量％≥66充填密度g/cm30.4～0.5 四氯化碳吸附率 % ≥54强度% ≥90 粒度mm φ2.0～ 6.0 苯吸附率mg/g ≥450 酸碱度PH 7～9 水份% ≤5 HT-4净化水用粒状活性炭主要用于工业用水的脱氯、除油以及污水的深度净化处理。性能单位 HT-21 HT-22 水份% ≤5≤5强度% ≥90≥90 碘吸附值mg/ g ≥1000≥900 苯吸附率mg/ g ≥45≥45 堆积密度 g/ml 0.4～0.5 0.4～0.5 酸碱度PH 7～9 7～9 粒度mm φ2.5～3.2 φ2.5～3.2

石墨烯介绍

1石墨烯概述-结构及性质 1.1 石墨烯的结构石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维晶体，碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中，如图1所示。每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外，剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键，电子可在此区域内自由移动，从而使石墨烯具有优异的导电性能。同时，这种紧密堆积的蜂窝状结构也是构造其他碳材料的基本单元，如图2所示，单原子层的石墨烯可以包裹形成零维的富勒烯，单层或者多层的石墨烯可以卷曲形成单壁或者多壁的碳纳米管。图1 石墨烯的结构示意图图2石墨烯：其他石墨结构碳材料的基本构造单元，可包裹形成零维富勒烯，卷曲形成一维碳纳米管，也可堆叠形成三维的石墨 1.2石墨烯的性质石墨烯独特的单原子层结构，决定了其拥有许多优异的物理性质。如前所述，石墨烯中的每个碳原子都有一个未成键的π 电子，这些电子可形成与平面垂直的π轨道，π 电子可在这种长程π 轨道中自由移动，从而赋予了石墨烯出色的导电性能。研究表明室温下载流子在石墨烯中的迁移率可达到15000cm2/(V·s)，相当于光速的1/300，在特定条件，如液氦的温度下，更是可达到250000cm2/(V·s)，远远超过其他半导体材料，如锑化铟、砷化镓、硅半

导体等。这使得石墨烯中的电子的性质和相对论性的中微子非常相似。并且电子在晶格中的移动是无障碍的，不会发生散射，使其具有优良的电子传输性质。同时，石墨烯独特的电子结构还使其表现出许多奇特的电学性质，比如室温量子霍尔效应等。由于石墨烯中的每个碳原子均与相邻的三个碳原子结合成很强的σ 键，因此石墨烯同样表现出优异的力学性能。最近，哥伦比亚大学科学家利用原子力显微镜直接测试了单层石墨烯的力学性能，发现石墨烯的杨氏模量约为1100GPa，断裂强度更是达到了130GPa，比最好的钢铁还要高100 倍。石墨烯同样是一种优良的热导体。因为在未掺杂石墨中载流子密度较低，因此石墨烯的传热主要是靠声子的传递，而电子运动对石墨烯的导热可以忽略不计。其导热系数高达5000W/(m·K), 优于碳纳米管，更是比一些常见金属，如金、银、铜等高10 倍以上。除了优异的传导性能及力学性能之外，石墨烯还具有一些其他新奇的性质。由于石墨烯边缘及缺陷处有孤对电子，使石墨烯具有铁磁性等磁性能。由于石墨烯单原子层的特殊结构，使石墨烯的理论比表面积高达2630m2/g。石墨烯也具备独特的光学性能，单层石墨烯在可见光区的透过率达97%以上。这些特性使石墨烯在纳米器件、传感器、储氢材料、复合材料、场发射材料等重要领域有着广泛的应用前景。图3石墨烯的应用 2石墨烯聚酯复合材料的制备方法由于石墨烯优异的性质以及低的成本，石墨烯作为聚合物纳米填料被广泛报道。为了获得优异性能的聚合物/石墨烯复合材料，首先要保证石墨烯在聚合物基体中均匀分散。石墨烯的分散与制备方法、石墨烯表面化学、橡胶种类以及石墨烯-橡胶界面有着密切关系。聚合物/石墨烯复合材料的制备方法主要有溶液共混、熔体加工、原位聚合和乳液共混四种方法。 2.1 溶液共混法溶液共混法主要是采用聚合物本身聚合体系的有机溶剂,充分分散石墨烯于体系中，随着体系聚合反应进行，最后石墨烯均匀分散并充分结合于聚合物基体中，得到石墨烯/聚合物复合材料的一种方法。通常先制备氧化石墨烯作为前驱体,对其进行功能化改性使之能在聚合体系溶剂中分散，还原后与聚合物进行溶液共混，从而制备石墨烯/聚合物复合材料。通过溶液共混制备复合材料的关键是将石墨烯及其衍生物均匀分散在能溶解聚合物的溶剂中。

金属嵌入石墨烯

金嵌入石墨烯：一个可能具有高活性的催化剂 Au嵌入石墨烯的催化活性是通过使用CO的氧化为基准探针并且利用第一性原理方法来研究的。CO氧化Au嵌入石墨烯的催化的第一个最可能的步骤是继续进行朗缪尔 - 欣谢尔伍德反应(CO + O2→OOCO→ CO2 +O),其能量势垒是低至0.31ev。氧化的第二步骤将是埃利-Rideal反应（CO+O→ CO2）其具有小得多的能量势垒（0.18ev）。金部分填充d状态处于费米能级的周围，由于Au与相邻的碳原子之间的相互作用。Au嵌入石墨烯的高活性可能归因于CO，O2，Au之间的电子共振，尤其，是在Au原子的d状态和CO和O2的反键2π状态。这将打开一个新的途径来制造低成本，高活性碳系催化剂。介绍石墨烯、单原子厚度的碳板具有独特的电子和几何特性,被认为是最有前途的下一代电子材料。完美的石墨烯在正常环境下化学惰性是稳定的。然而，对于过渡金属催化剂而言，纳米结构的碳材料和石墨烯是比较好的基底材料，如碳纳米管（CNT）和碳纳米纤维（CNFs）。主要由于其高的表面积，已被广泛地研究。近来，有报道说，金属subnanoclusters，包含仅有几个原子，在石墨烯片显示出对氧化反应不寻常的高活性。金属簇和石墨烯之间的强相互作用被发现。在单层石墨烯或碳原子的悬空键处的碳空位可以调节负载金属簇的电子结构。调查了过渡金属利用密度泛函理论嵌入石墨烯,发现过渡金属原子和相邻的碳原子之间的键确定系统的磁性和电子结构。因此，惰性石墨烯可以通过碳空位和金属簇，甚至一个单一的原子之间的相互作用转变为非常活泼的催化剂。该金属原子的嵌入石墨烯结构最近已制造，并且金属原子在石墨烯平面中的扩散可被控制。它开辟了新的途径来设计基于石墨烯的先进催化剂。在本文中，我们使用CO氧化为基准探头，对金嵌入石墨烯的催化活性进行研究。我们对金特别感兴趣，因为金是最高贵的金属而且并没有被认为是一个很好的催化剂，直到最近。我们的计算显示，金嵌入石墨烯是一个很好的高效催化剂，并且成本低。

石墨管使用说明书

石墨管使用说明北京有色金属研究总院李中建石墨管有两种类型---标准高密度石墨管和热解涂层的石墨管。标准型石墨管的两端刻有槽沟；这种石墨管对于水溶液和有机溶液均适用。其内表面由许多细小的沟槽组成，这些沟槽起着存留试液的作用。针对水溶液和有机溶剂允许使用的试液体积分别达到125uL和50uL左右。近期生产的石墨炉可配用热解涂层石墨管。这种石墨管提供了分析的有利条件，特别是表现在管的寿命和一些难熔元素（如B、U、V、Ti、Mo等）的分析灵敏度方面。但是，当测定易挥发元素（Cd、Pb、Tl）或在测量含有基体试样时，热解涂层石墨管就没有多少优越性了。通常石墨管的有效使用次数为50～300次测量，它取决于原子化时间、温度、净化气流流速及试样特性。当石墨管老化时，测量的灵敏度降低；而当灵敏度下降至初始值的20-25%以下时，应更换新石墨管。用老化的管子还会使测量精度降低。为了取得标准的和热解涂层的两种石墨管（随机的和市售的）的最长有效使用次数，应采用尽量低的原子化温度和尽量短的原子化时间。高于2700℃原子化温度和长于10s的原子化时间对分析几乎是不可取的。代替较高的温度，应采用较低温度下的最大功率方式（MAX。POWER MODE ）。气流中断时间至获得最大信号为止。一旦信号开始下降，就应在同样温度下进行下一步骤，但需用正常的气流流量，直至达到测量基线（仅具有多阶段程序功能的HGA石墨炉才能做到这一点）。对于新的石墨管，在用于分析之前应进行加热处理。这种预处理措施是为了除去石墨管表面（如手印）和石墨管材料里面的杂质。起初采用斜坡升温至2700℃而不用阶段式加热，这种做法是可取的，特别是对于热解涂层石墨管更为有利。此后，应在2700℃下重复加热石墨管多次，每次加热时间为5s，直至处理守处理完全。

石墨行业现状

石墨行业现状石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有耐高、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨分为人造石墨和天然石墨,其中天然石墨根据结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途，将天然石墨分为三类：致密结晶状石墨、晶质(鳞片)石墨和隐晶质(土状)石墨。一、石墨的特性及用途 1、石墨特殊性质 1）耐高温性：石墨熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 2）导电、导热性：石墨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。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 3）润滑性：石墨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。 4）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 5）可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。

6）抗热震性：石墨在常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。 7）高传导透明性：碳原子构成的单层片状结构二维晶体--石墨烯，导电导热透明，无与伦比。 2、石墨的主要用途 1）、耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，冶金工业上主要用来制造石墨坩埚，炼钢上常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。 2）、导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。 3）、耐磨润滑材料：润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可在200-2000 ℃温度及很高滑动速度下，代替润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。 4）、良好的化学稳定性：经特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。 5）、铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：因石墨的热膨胀系数小，且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而

木质活性炭

活性炭是当下比较良好的净化炭材料，广泛应用于工业生产、日常生活，以其优良的性能被视为适用性较广的吸附剂。随着科技的进步和市场需求，越来越多的活性炭种类被开发出来，以用途为划分标准，活性炭被细分为诸多种类，木质活性炭便是其中一种。下面我们可以从多个角度来详细了解一下它。一、木质活性炭的特性其一，可以先了解一下木质活性炭的特性。木质活性炭以合格的薪材、木屑、桃核、椰壳等为原材料，经高温炭化、活化及多种工序精制而成，外形多为粉末状。多重工艺精制下的木质活性炭表面积更为发达，能有效吸附液体中颜色较深的各种杂质，且过滤速度快；同时，木质活性炭还有具有比较高的强度低灰份、孔径分布合、理着火点高等特点。二、木质活性炭的用途其二，我们可以先来了解一下它的用途。基于众多优点，木质活性炭用处十分广泛，遍及家用和工业用生活。其中，它主要用于有机溶剂的回收、气相吸附、食品、酒类、油类、饮料、染料、化工、自来水净

化、污水处理、降COD、药用活性炭等。三、木质活性炭的分类按照用处划分，南科木质活性炭可以分为自来水木质分装活性炭、针剂药用活性炭、污水专用活性炭、脱色精制炭、糖用味精活性炭、木质颗粒粉状炭、酒类专用炭、电镀炭等不同的种类。每种木质活性炭的成分略有差异，作用也各不相同，基本能够满足不同层次消费者对木质活性炭的不同日常需求和工业需求。以上便是对木质活性炭的多方位介绍，当然可能略有浅显，更多详细介绍需要我们去深一步了解。山东南科活性炭有限公司--专门从事各类专用活性炭研发、生产与销售，位于山东淄博市。公司以诚信为本，保质保量，互利共赢的原则与各大企业亲密合作，共同发展。配有售前技术咨询，高速的货物配送，过硬的产品质量与良好的售后服务深受顾客青睐。公司在全国有湖南、宁夏、云南三个生产基地，主要以椰壳果壳及木炭木屑、煤为原料，使用大型转窑和机械耙炉为客户定制生产各种规格和型号的活性炭，包括粉状、颗粒的活性炭，广泛应用于水处理、脱硫、食

石墨可行性研究报告

.. 金旌新材料股份高纯石墨深加工项目可行性研究报告金旌新材料股份 2015年3月

目录 1 总论 (1) 2 市场调查及销售预测 (5) 3 建厂条件 (6) 4 项目技术方案 (8) 5 总平面布置及运输 (10) 6 土建工程 (14) 7 给水排水与消防 (18) 8 电气自动化 (22) 9 通风、除尘及动力 (25) 10 环境保护 (27) 11 劳动安全与卫生 (30) 12 节能 (33) 13 生产组织、劳动定员、培训 (37) 14 项目实施计划 (39) 15 工程招标投标 (41) 16项目投资估算及资金筹措 (44) 17财务效益分析 (47) 18结论和建议 (54) 附表 (55)

第1章总论 1.1 项目概况 1.1.1项目名称石墨深加工项目 1.1.2建设单位及建设地址建设单位：****矿产投资方：**（）法定地址： **市站前区渤海大街东108号注册地址：中环皇后大道99号中环中心66楼6605室法定代表人： 1.1.3编制单位 ****工程 1.1.4承担企业基本情况项目投资总额9000万元人民币，**（）全额投资。公司占地面积133320平方米。料及其添加剂。公司地处**市老边区，邻近**鲅鱼圈港口，交通畅达，出口条件便利。土地资源、人力资源、水资源充裕，多种技能人才资源储备量大。 1.1.5项目建设背景石墨具有良好的耐高温性、抗热震性、导热性、导电性、润滑性、可塑性和化学稳定性，可在冶金，机械、电气、化工、纺织和国防等工业领域广泛应用，主要应用在以下几个方面： 1、耐火材料石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，坩埚，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高温材料。特种石墨的涵盖围很广，中国电炭制品行业、天然石墨制品行业和冶金用炭制品行业对此有不同的理解和分类方法，就冶金用炭制品行业的习惯分类解释，特种石墨主要指高强度、高密度、高纯度石墨制品(简称三高石墨)。三高石墨从材料组织结构上可以分为粗颗粒结构、细颗粒结构和特细颗粒结构三种，从成型方法上区分主要有模压成型特种石墨、

石墨烯文献检索

《文献检索与科技论文写作》作业学生姓名年级专业班级学号指导教师职称

目录第一部分文献查阅练习 (1) 第二部分文献总结练习 (7) 第三部分科技论文图表练习 (8) 第四部分心得体会 (11)

第一部分文献查阅练习 1、黄毅，陈永胜.石墨烯的功能化及其相关应用.中国科学B辑:化学2009年第39卷第9期:887-896 摘要：石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料，其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质.过去几年中，石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点.在石墨烯的研究和应用中，为了充分发挥其优良性质，并改善其成型加工性(如分散性和溶解性等)，必须对石墨烯进行功能化，研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作.但是，关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段，对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识.如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战.本文重点阐述了石墨烯的共价键和非共价键功能化领域的最新进展，并对功能化石墨烯的应用作了介绍，最后对相关领域的发展趋势作了展望. 关键词：功能化应用 2、胡耀娟,金娟.石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用. 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao)Acta Phys.-Chim.Sin.,2010,26(8)：2073-2086 摘要：石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质.有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一.本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述,重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展,并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望。关键词：制备功能化应用. 3、杨永岗,陈成猛,温月芳.新型炭材料.第23卷第3期 2008年9月：193-200 摘要：石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体,也是性能优异的新型纳米复合填料。近三年来,石墨烯从概念上的二维材料变成现实材料,在化学和物理学界均引起轰动。通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合

膨胀石墨综述

HUNAN UNIVERSITY 膨胀石墨制备膨胀石墨制备学生姓名：张成智学生学号：B1513Z0359 学院名称：材料科学与工程学院指导老师：陈刚二〇一五年十一月膨胀石墨制备工艺综述摘要：随着近代生产向高速度、高参数发展，尤其是原子能、导电、地热、宇航等新技术的兴起，对材料的要求也越来越高。例如，旋转发动机顶点部分的滑

动密封、石油、化工、冶金、地热工业中的高温密封、核工业上的耐辐射密封等，都需要一种既耐高温、耐腐蚀、耐辐射、又有柔软性、回弹性和长寿命抗氧化的高性能密封材料。近年来实践证明，膨胀石墨和以它为基体的复合材料能够很好地满足诸方面的要求。本文通过查阅文献总结了膨胀石墨的制备方法、工艺、应用，以及发展趋势。关键词：膨胀石墨；机理；复合材料；应用膨胀石墨，研究碳材料的同仁肯定不陌生，但是如何定义“膨胀”二字呢能膨胀到多少倍的石墨才叫膨胀石墨呢可膨胀石墨与膨胀石墨又没有一个明确的定义和区分；可膨胀石墨与石墨层间化合物是不是一种物质可膨胀石墨是指已经插层了层间化合物还是可以膨胀的石墨的一个统称还有鳞片石墨的尺寸在一个什么范围内，石墨才具有膨胀性，为什么这些都需要给一个明确的定义才行。天然石墨是层状结构如图1(a)所示，石墨是共价键结合的正六边形片状结构单元，层间依靠离域π键和范德华力连接并可相对滑动。天然石墨层间的范德华力非常微弱，所以可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨层间，有些可与层内电子发生局部化学反应[1]，形成层间化合物[（Graphite Intercalation Compound）简称GIC，图1(b)]。天然石墨可与硝酸、硫酸、高锰酸钾、双氧水、臭氧等强氧化剂混合形成可膨胀石墨，当可膨胀石墨通过马弗炉或微波加热时，石墨碳层沿C轴方向发生大幅膨胀，形成结构疏松、低密度的蠕虫石墨、内部具有大量独特的网状微孔结构，也即膨胀石墨或石墨蠕虫(Worm-1ike Graphite)[（ Expanded Graphite）简称EG，图1(c)][2]。可膨胀石墨之所以能够膨胀是由于其层间的化合物受热分解产生大量的气体，这些气体受压产生很大的推力，而其碳层因受到该推力而向外膨胀，图1 这个时候的膨化温度为起始膨化温度[3]。最早是德国科学家Schafautl发现可膨胀石墨。在1841年，他在浓硫酸和浓稍酸的混合液中加入石墨，将反应得到的

活性炭的生产工艺与区别

活性炭的生产工艺与区别文章由xxxx净水材料有限公司整理烧结活性炭、压缩活性炭、挤压活性炭是以它们的生产工艺特点命名的，CTO、网炭是以它们最终成型的外观形态称乎的词语。它们外形虽然一样，但内在品质和生产工艺大不相同。烧结活性炭：是采用活性炭滤料材料和高分子热熔成孔材料混合，灌入特制模具，在200-300℃高温下烧结而成;由于粘结材料本身有成孔性，与活性炭混合后，保持了活性炭粉料比表面积大的特点，成孔性优良，过滤效果更好，与液体接触更充分;因其加工工艺复杂，产能有限。压缩活性炭：是活性炭粉体材料和无机液体粘结剂混合后，灌入特制模具，用压力机高压压缩成型，出模后烘干;此工艺活性炭含量高，过滤效果好，但无机粘结材料无法成孔，孔径主要靠活性炭的粒度控制，滤芯的成孔性不好。挤压活性炭：是活性炭和普通热熔树脂混合后，放入螺杆挤出机加热挤出成型的。此生产工艺中活性炭外表被热熔树脂高温后融化包裹，堵塞了活性炭微孔，失去了吸附效果，生产成本低，产量高。使用中其实就是个摆设，没有任何作用。 CTO、网炭、挤压活性炭、烧结活性炭、压缩活性炭广义的讲它们是活性炭的棒装形态，可以统称为成型活性炭。目前，成型活性炭滤芯在水处理行业的使用越来越受重视，其主要原因是：一、成型活性炭集吸附和拦截于一体，不但具有活性炭的吸附性还因它有致密的空隙，可有效拦截大颗粒的杂质，有效降低水质的物理污染;二、孔径可以任意调节，最小可达到

0.2微米，比市场上所谓的大通量中空超滤膜要好;三、流出的黑水比颗粒活性炭少，不会象颗粒活性炭那样因为水流的冲刷造成吸附后的脱吸附，形成二次污染;四、低于80目的活性炭粉料加工，比表面积大，使活性炭性能得以充分发挥。烧结活性炭技术由于其成型的工艺特殊，可以开发以活性炭为主体与多种超细滤料粉体混合使用的复合型滤芯。其品种有专用脱色脱味、除有机物、软化水质的专用滤芯;除去水中的铝、汞、锰、砷等重金属的专用除金属滤芯，针对高氟水地区的专用除氟滤芯;针对井水、软水添加微量元素、矿物质的专用矿化滤芯;抑制细菌滋生，添加抑菌材料的抑菌滤芯。烧结活性炭滤芯因其有迂回曲折的笼状微孔径通道，过滤杂质效果明显，由于杂质的堆积，滤芯容易堵塞使水流量会变小，因而，国外的水处理公司(如：3M公司)就提出“会堵的滤芯才是好滤芯”;为延长滤芯使用时间减少堵塞情况，烧结活性炭滤芯前应有效果较好的预处理前置过滤滤芯，如：1um的pp棉滤芯。区分滤芯实验烧结活性炭滤芯因外形和低端的挤压外形相似，区分主要有2个方法：一、亲水性实验，烧结活性炭亲水性好，滴一滴水上去，马上渗入滤芯里面，而挤压活性炭水滴会一直浮在滤芯上面;二、烧结活性炭滤芯刚通水时流出的水是热的，挤压活性炭滤芯不会出现这种情况。一是可乐(xx)实验：实验滤芯竖立在事先备好的白纸上，将可乐直接倒入实验滤芯中间内孔，稍后滤芯外壁均匀渗出清澈水珠，可乐甜味明显变淡。普通滤芯没此优势。二是漂白水(漂渍液)实验：取大玻璃杯一个(500毫升)，加满水，滴入漂白水(漂渍液)2-4滴，搅拌，把混合液倒小半杯到一次性杯里备用;把实验滤芯放入另一大玻璃杯，随后把大玻璃杯中的混合液倒入实验滤芯中间内孔，稍后滤芯外壁均匀渗出清澈水珠，装实验滤芯的大杯渗出液体足够多后(离杯底1厘米高)，取出实验滤芯，此时拿出

石墨烯的发展概况

2015年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:复合材料专题报告学生所在院（系）:航天学院学生所在学科:工程力学学生姓名:刘猛雄学号:15S018001 学生类别:学术型考核结果阅卷人

1 石墨烯的制备 (3) 1.1 试剂 (3) 1.2 仪器设备 (3) 1.3 样品制备 (4) 2 石墨烯表征 (4) 2.1 石墨烯表征手段 (4) 2.2 石墨烯热学性能及表征 (6) 2.2.1 石墨烯导热机制 (6) 2.2.2石墨烯热导率的理论预测与数值模拟 (6) 2.2.3 石墨烯导热性能的实验测定 (7) 3 石墨烯力学性能研究 (9) 3.1石墨烯的不平整性和稳定性 (10) 3.2 石墨烯的杨氏模量、强度等基本力学性能参数的预测 (11) 3.3石墨烯力学性能的温度相关性和应变率相关性 (12) 3.4 原子尺度缺陷和掺杂等对石墨烯力学性能的影响 (13)

石墨烯的材料与力学性能分析石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点，石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的碳质新材料。2004年Geim等用微机械剥离的方法成功地将石墨层片剥离, 观察到单层石墨层片, 这种单独存在的二维有序碳被科学家们称为石墨烯。2004 年英国科学家首次制备出了由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体—石墨烯，其厚度只有0.3354 nm,是目前世界上发现最薄的材料。石墨烯具有特殊的单原子层结构和新奇的物理性质:强度达130GPa、热导率约5000 J/(m2K2s)、禁带宽度乎为零、载流子迁移率达到23105 cm2/(V2s)、高透明度(约97.7%)、比表面积理论计算值为2630 m2/g,石墨烯的杨氏模量(1100GPa)和断裂强度(125GPa)与碳纳米管相当,它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列性质。在过去几年中,石墨烯已经成为了材料科学领域的一个研究热点。为了更好地利用石墨烯的这些特性,研究者采用了多种方法制备石墨烯。随着低成本可化学修饰石墨烯的出现,人们可以更好地利用其特性制备出不同功能的石墨烯复合材料。 1 石墨烯的制备石墨烯的制备从最早的机械剥离法开始逐渐发展出多种制备方法,如:晶体外延生长法、化学气相沉积法、液相直接剥离法以及高温脱氧和化学还原法等。我国科研工作者较早开展了石墨烯制备的研究工作。化学气相沉积法是一种制备大面积石墨烯的常用方法。目前大多使用烃类气体(如CH4、C2H2、C2H4等)作为前驱体提供碳源，也可以利用固体碳聚体提供碳源,如Sun等利用化学气相沉积法将聚合物薄膜沉积在金属催化剂基体上,制备出高质量层数可控的石墨烯。与化学气相沉积法相比,等离子体增强化学气相沉积法可在更低的沉积温度和更短的反应时间内制备出单层石墨烯。此外晶体外延生长法通过加热单晶6H-SiC 脱除Si,从而得到在SiC表面外延生长的石墨烯。但是SiC晶体表面在高温过程中会发生重构而使得表面结构较为复杂,因此很难获得大面积、厚度均一的石墨烯。而溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点也越来越受研究人员的关注。相比于其他方法，通过有机合成法可以制备无缺陷且具有确定结构的石墨烯纳米带。 1.1 试剂细鳞片石墨(青岛申墅石墨制品厂,含碳量90%-99.9%，过200 目筛)，高锰酸钾(KMnO4，纯度≥99.5%)，浓硫酸(H2SO4, 纯度95.0%-98.0%)，过氧化氢(H2O2, 纯度≥30%), 浓盐酸(HCl, 纯度36.0%-38.0%)均购自成都市科龙化工试剂厂;氢氧化钠(NaOH, 纯度≥96%)购自天津市致远化学试剂有限公司;水合肼(N2H42H2O, 纯度≥80%)购自成都联合化工试剂研究所. 实验用水为超纯水(>10 MΩ2cm). 1.2 仪器设备恒温水浴锅(DF-101型,河南予华仪器有限公司), 电子天平(JT2003型,余姚市金诺天平仪器有限公司),真空泵(SHZ-D(Ⅲ)型,巩义市瑞德仪器设备有限公司),超声波清洗器(KQ5200DE型, 昆山市超声仪器有限公司),离心机(CF16RX型, 日本日立公司),数字式pH计(PHS-2C型,上海日岛科学仪器有限公司),超纯水系统(UPT-II-10T型,成都超纯科技有限公司)。

石墨的性质及用途

石墨的性质和用途石墨是碳的结晶体，是一种非金属材料，色泽银灰，质软，具有金属光泽。莫氏硬度为1~2，比重2.2~2.3，其容重一般为1.5~1.8。石墨的溶点极高，在真空下到3000℃时才开始软化的趋向溶融状态，到3600℃时石墨开始蒸发升华，一般的材料在高温下强度逐渐降低，而石墨在加热到2000℃，其强度反而较常温时提高一倍，但石墨的耐氧化性能差随着温度的提高氧化速度逐渐增加。石墨的导热性和导电性是相当高的，其导电性比不锈钢高4倍，比碳素钢高2倍，比一般的非金属高100倍。其导热性，不仅超过钢、铁、铅等金属材料，而且随温度升高导热系数降低，这和一般金属材料不同，在极高的温度下，石墨甚至趋于绝热状态。因此，在超高温条件下，石墨的隔热性能是很可靠的。石墨具有良好的润滑性和可塑性，石墨摩擦系数小于0.1，石墨可展成透气透光薄片，在高强石墨硬度很大，以至用金刚石刀具都难以加工。石墨具有化学稳定性，能耐酸、耐碱，耐有机溶剂的腐蚀。由于石墨有以上特有优良性能，在近代工业用途日益广泛。 1、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。 2、作导电材料: 在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。 3、作耐磨润滑材料: 石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它

石墨在精密铸造中的

精铸件的缺陷如氧化夹杂、表面麻坑、缩孔缩松、裂纹等等都是在金属液浇注到型壳中后的瞬间产生的，要避免和减少铸件的缺陷最理想的途径就是，一是要保证金属液的纯净和最合适的温度；二是要尽量使型壳的特性能适应和顺从不同金属液在注入不同型壳时，金属液冷凝过程中的不同变化。对于后者，业内同仁已成功的采取了许多外部的措施，如采用加碳盖箱法，使金属在还原气氛下冷却，以防止易氧化钢种的铸件表面产生麻坑；又如将型壳浇注前局部沾水或浇注后局部吹风喷水，改变铸件凝固顺序，以防止铸件局部产生缩孔。诸如以上类似的方法很多，但大多是从型壳以外去采取的措施，本文作者受国外经验的启示，从型壳本身的材料进行改变，将石墨材料引用到制壳材料中，从寻找合适的石墨材料以及在不同结构铸件和不同金属上进行了反复试验，获得了一些实际的体会，为今后石墨砂和粉在制壳中的推广应用将起一定的推动作用。 1.对石墨的基本认识 1.1. 石墨是碳元素的同素异形体。自然界中由碳元素组成的固态物质可分为两大类，即一类为无定形结构的非晶质物质，如木炭、焦炭、煤、活性炭等，另一类为晶体结构的物质，有金刚石和石墨两种。也就是说碳有三种同素异形体，它们是金刚石、石墨和无定形碳。石墨的来源有两种，一种是天然石墨，大自然中蕴藏着丰富的石墨矿，中国是世界石墨矿储藏量笫－位的国家，主要分布在黑龙江、山东、河南、湖南等诸多省份，我国天然石墨来源丰富：另－种是人造石墨，是以人为的方法将高纯的无定形碳进行石墨化，人造石墨的纯度更高，有更广泛的应用领域。 1.2.天然石墨。根据碳原子的晶形结构和大小的不同，可分为三类：①致密结晶状石墨，又称块状石墨。石墨晶体直径大于0.1毫米，晶体肉眼可见，但排列杂乱无章，呈致密的块状构造，其特点是矿中碳的品位较高，一般为60%-65%，有时达到80%-98%，可塑性和滑腻性不如磷片石墨。②鳞片石墨，石墨晶体呈鱼鳞状，为片层状的晶体结构，层内的碳原子排列成平面六边形，每个碳原子以三个共价键与其他碳原子结合，而层与层间的碳原子是靠分子间作用力相结合的，其特点是矿中碳的品位一般不高，通过多磨多选可获得鳞片石墨精矿，它与水基溶液不易混合，它的可浮性、润滑性和可塑性优于其他石墨，工业价值大。③隐晶质石墨，又称土状石墨。石墨晶体直径小于1微米，在电子显微镜下才能见到晶形，它是微晶石墨的集合体，其特点是矿中碳的品位较高，一般碳含量为60%-80%，少数高达90%以上，矿石可选性差，表面呈土状，缺乏光泽，润滑性差，但易与水基溶液混合。天然石墨是在高温下形成的变质矿床，含有SiO2、Al2O3、FeO2、CaO、P2O5、CuO等杂质，常与石英、黄铁矿、碳素盐等矿物形式出现，还含有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体，虽经过选矿处理，但使用天然石墨时至少要检测其固定碳、硫、灰分、挥发分、等主要指标。详见表一。 1.3.人造石墨。它是用优质的粉状的经过煅烧的石油焦为原料，加入沥青作粘结剂，通过挤

石墨烯

1.石墨烯（Graphene）的结构石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的二维材料。如图1.1所示，石墨烯的原胞由晶格矢量a1和a2定义每个原胞内有两个原子，分别位于A和B的晶格上。C原子外层3个电子通过sp2杂化形成强σ键（蓝），相邻两个键之间的夹角120°，第4个电子为公共，形成弱π键（紫）。石墨烯的碳-碳键长约为0.142nm，每个晶格内有三个σ键，所有碳原子的p轨道均与sp2杂化平面垂直，且以肩并肩的方式形成一个离域π键，其贯穿整个石墨烯。如图1.2所示，石墨烯是富勒烯（0维）、碳纳米管（1维）、石墨（3维）的基本组成单元，可以被视为无限大的芳香族分子。形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢状的晶格结构，看上去就像由六边形网格构成的平面。每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子构成正六边形，每一个六边形单元实际上类似一个苯环，每一个碳原子都贡献一个未成键的电子，单层石墨烯的厚度仅为0.335nm，约为头发丝直径的二十万分之一。图 1.1（a）石墨烯中碳原子的成键形式（b）石墨烯的晶体结构。

图1.2石墨烯原子结构图及它形成富勒烯、碳纳米管和石墨示意图石墨烯按照层数划分，大致可分为单层、双层和少数层石墨烯。前两类具有相似的电子谱，均为零带隙结构半导体（价带和导带相较于一点的半金属），具有空穴和电子两种形式的载流子。双层石墨烯又可分为对称双层和不对称双层石墨烯，前者的价带和导带微接触，并没有改变其零带隙结构；而对于后者，其两片石墨烯之间会产生明显的带隙，但是通过设计双栅结构，能使其晶体管呈示出明显的关态。单层石墨烯（Graphene）：指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。双层石墨烯（Bilayer or double-layer graphene）：指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛，AA‘堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。少层石墨烯（Few-layer or multi-layer graphene）：指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA 堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。石墨烯（Graphenes）：是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。由于二维晶体在热力学上的不稳定性，所以不管是以自由状态存在或是沉积在基底上的石墨烯都不是完全平整，而是在表面存在本征的微观尺度的褶皱，蒙特卡洛模拟和透射电子显微镜都证明了这一点。这种微观褶皱在横向上的尺度在8~10nm 范围内，纵向尺度大概为0.7~1.0nm。这种三维