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石墨烯在电磁屏蔽与吸波材料方面的应用及研究进展

石墨烯在电磁屏蔽与吸波材料方面的应用及研究进展
石墨烯在电磁屏蔽与吸波材料方面的应用及研究进展

发挥更大作用。

电磁屏蔽材料的研究与发展展望

电磁屏蔽材料的研究与发展展望 ******** *** 摘要:电磁屏蔽是对干扰源或感受器(敏感设备、电路或组件)进行屏蔽,能有效地抑制干扰并提高电子系统或设备的电磁兼容性。因此屏蔽是电子设备结构设计时必须考虑的重要内容之一,是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施,是抑制电磁干扰最有效的手段。本文简述了研究电磁屏蔽材料的重要意义与屏蔽机制,讨论了电磁屏蔽金属材料的发展趋势。 关键词:电磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽机制;屏蔽效能 引言:随着电子工业的发展和电子设备的高度应用,电磁辐射被认为是继水污染、噪音污染、空气污染的第四大公害,它造成的电磁干扰不仅影响人们的正常生活,而且日益威胁国家的军事机密。尤其是在软杀伤武器——电磁波突现的现代化战场上,当电磁波穿透军事设备的敏感器件时,可能致使对方雷达迷茫、无线电通讯指挥系统失效、导弹火炮等武器失控。这种破坏力极大的电磁武器可能成为未来战场上重要的作战手段,因此,研究高性能的电磁屏蔽材料以提高各种武器平台的防护能力是各国军事领域的一项重大任务。此外,电磁辐射也给人们的身体健康带来了严峻的挑战。各种通讯设备、网络以及家用电器所发射的电磁波可能诱发各种疾病,如睡眠不足、头晕、呕吐,严重的甚至可能诱发癌症、心血管病等。因此,电磁屏蔽材料的研究开发是近年来治理电磁环境的重要方法。 常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料等。金属类材料能够作为主要的电磁屏蔽材料是由于其具有良好的导电性(铜、铝、镍等)和较高的磁导率(坡莫合金、铁硅合金等), 当电磁能流通过金属材料时,其主要的屏蔽机制(反射衰减R 和吸收衰减A)能够有 效地反射、吸收电磁波,衰减电磁能量,从而达到较好的屏蔽效果。大多数高分子材料的导电性能较金属差,这在很大程度上降低了高分子材料的电磁屏蔽效能。因此,为了提高高分

石墨烯碳纳米管散热涂料技术

石墨烯碳纳米管散热涂料技术 (1)项目背景 碳材料是目前人类认知的材料中功能最全、性能最优越、形式最多样的材料,是目前所有已知划时代材料所有不能比拟的,继硅时代之后21世纪甚至有望成为碳材料时代。尤其是纳米碳材料丰富的形态,涵盖从零维、一维到二维结构, 每一次纳米碳材料的出现都引领了纳米科技的快速发展。其中,碳纳米管可看成是一种石墨片卷曲结构,超强的C-C键使碳纳米管具有超强的力学性能和热传 导性能,理论计算和实际测量表明,单壁碳纳米管拉伸强度可达150 GPa,弹性模量1TPa,是钢铁的100倍,密度却只有其1/6,被誉为终极碳纤维。同时单壁碳纳米管室温导热系数高达6000W/m.K,多壁碳纳米管的室温导热系数也达3000W/m.K,是热导率最高的材料。同时,碳纳米管比表面积大,被誉为世界上 最黑的物质,这种物质对光线的折射率只有0.045%,吸收率高达99.5%以上,辐射系数接近绝对黑体的 1.0。另外还具有优异的导电性能和超高的载流子输送 密度,导电率接近金属,载流能力超过金属铜。众多优异综合性能使碳纳米管自发现以来受到极大关注,是纳米材料和纳米技术的最典型代表,是散热涂料和复合材料最理想的功能填料。 碳纳米管在功能涂料领域主要发挥以下主要作用: (1)导电填料:碳纳米管的导电阈值低至0.1wt%,而传统炭黑却高达15wt%以上,碳纳米管可以在极少量添加的情况下即达到目前炭黑型导电涂料的 性能,避免大量无机炭黑添加对涂料工艺性的负面影响。因此,碳纳米管在抗静电涂料、电磁屏蔽涂料、重防腐涂料等领域具有显著优势。同时还能利用其电致发热的作用,开发新型的节能加温、保温涂料,在家居地暖加温、仪器设备保温等新型市场具有极大的商业前景。 (2)散热填料:碳纳米管不仅具有超高的热导率,同时还具有接近理论黑体的辐射率,以此加强其红外辐射散热功能,因此新型散热涂料将有望改变目 前散热模式,大大提高热交换能力。 (3)力学增强填料:充分发挥碳纳米管一维结构的优势,在涂层内部形成增强网络,将使涂料力学性能大大提高,尤其是耐磨性、硬度等,甚至可形成

我国电磁屏蔽材料行业概况研究

我国电磁屏蔽材料行业概况研究 1、行业概况研究 (1)电磁屏蔽技术的基本原理和发展历程 电子设备在工作时,会向外辐射电磁波,对临近的其他电路或设备产生电磁干扰(EMI)或电磁兼容(EMI),导致信息传输失真、控制失灵。此外,由于电磁脉冲武器可以对敌国的电子设备、电力系统直接打击,造成敌国信息系统暂时或永久性损伤,所以电磁屏蔽材料也被广泛用于国防军工领域。 电磁屏蔽基本功能是通过吸收或反射来阻断或衰减电磁波能量来实现的。屏蔽材料的三个基本因素是电导率、磁导率及材料厚度。一般而言,电磁屏蔽材料必须是导电的,因此直接选择金属材料,可以对不导电的基材(例如普通的纺织物)进行电镀处理,或者在基材中添加一定的导电材料。 20世纪40年代,铁磁材料例如纯铁、硅钢、铁镍合金等被广泛应用于电磁屏蔽领域。20世纪60 年代,信息自动化技术以及橡塑高分子材料技术的快速发展极大得推动了电磁屏蔽技术的发展,表面敷层屏蔽材料开始被广泛应用,这类材料在塑料橡胶等绝缘体表面附着一层导电层,以反射损耗为主,具有屏蔽频率宽的优点。

进入上世纪80 年代以来,通讯、自动化、电子技术的突飞猛进对电磁屏蔽材料提出了更高的要求,填充复合型屏蔽材料开始在欧美等发达国家等国得到广泛应用,这类材料由导电填料(例如金属纤维、金属合金粉、超细炭黑等)与聚苯醚、聚碳酸酯等合作树脂等成型材料填充复合而成,具有一次加工成型、便于批量生产的优势。 本世纪以来,由于电子信息产品不断推陈出新,特别是智能手机等消费电子的迅猛发展,结构要求更加紧凑轻薄,对电磁屏蔽材料的各项技术要求也越来越高。 (2)电磁屏蔽材料的种类和技术发展趋势 电磁屏蔽材料的种类较多,大体可以分为金属类电磁屏蔽材料、电磁屏蔽塑料、导电织物、导电涂料、填充类复合屏蔽材料和其他类。金属屏蔽器件材料通常为铍铜、或不锈钢,具有良好的机械性能和重复使用性,使用于存在EMI/RFI 或者ESD 问题的广泛的电子设备,但也存在重量大、易腐蚀等缺点。电磁屏蔽塑料即利用真空渡金属法、阴极溅射法等方法在塑料表层生成较薄的金属层,具有导电性好的特点,但附着力较弱,容易剥落,结构稳定性差,使用周期短的缺点。 导电织物在一般纺织品表面涂覆金属物质,或采用金属纤维与纺织前卫相互包覆的方式,具有金属光泽,柔软性、耐折叠等优点;而导电布衬垫则采用聚氨酯或热塑性橡胶(TPE)材料作为海绵芯,外层包覆金属织物,具有较好的弹性、阻燃性和良好的屏蔽性能,性价比较高。 导电涂料屏蔽材料指采用碳素系导电粉或镍铜金属系等材料与丙烯酸树脂、氯乙烯树脂等成

石墨烯研究现状及应用前景

石墨烯材料研究现状及应用前景 崔志强 (重庆文理学院材料与化工学院,重庆永川402160) 摘要:近几年来, 石墨烯材料以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了轰动。本文引用大量最新的参考文献,阐述了石墨烯的制备方法如机械剥离法、取向附生法、加热 SiC 法、爆炸法、石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法等,分析了各种制备方法的优缺点。论述了石墨烯材料在透明电极、传感器、超级电容器、能源储存、复合材料等方面的应用,同时简要分析了石墨烯材料研究的现实意义,展望了其未来的发展前景。 关键词:石墨烯材料;制备方法;现实意义;发展现状;应用前景 中图分类号: TQ323 文献标识码:A 文章编号: Research status and application prospect of graphene materials Cui Zhiqiang (Faculty of materials and chemical engineering, Chongqing Academy of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing 402160) Abstract: In recent years, graphene has caused a sensation in chemical, physical and material science due to its unique structure and excellent properties. Cited in this paper a large number of the latest references, expounds the graphene preparation methods such as layer method, thermal mechanical stripping method, orientation epiphytic method, heating SiC method, explosion, graphite intercalation expansion stripping method, electrochemical method, chemical vapor phase deposition method, graphite oxide reduction method, ball milling method, and analyze the advantages and disadvantages of various preparation methods. This paper discusses the application of graphene materials in transparent electrodes, sensors, super capacitors, energy storage and composite materials, and briefly analyzes the practical significance of the study of graphene materials, and gives a prospect of its future development. Keywords: graphene materials; preparation methods; practical significance; development status; application prospect 0 引言 1985 年英美科学家发现富勒烯[1]和1991 年日本物理学家Iijima 发现碳纳米管[2],加之英国曼彻斯特大学科学家于2004 年成功制备石墨烯[3]之后,金刚石(三维)、石墨(三维)、石墨烯(二维)、碳纳米管(一维)和富勒烯(零维)组成了一个完整的碳系材料“家族”。从理论上说,石墨烯是除金刚石外所有碳晶体的基本结构单元,如果从石墨烯上“剪”出不同形状的薄片,进一步就可以包覆成零维的富勒烯,卷曲成一维的碳纳米管,堆叠成三维的石墨,如图1 所示[4]。由于石墨烯优异的电学、热学、力学性能,近年来各国科研人员对其的研究日益增长,已经是材料科学领域的研究热点之一。2010 年诺贝尔物理学奖揭晓[5-6]之后,人们对石墨烯的研究和关注越来越多,新的发现不断涌现。在不断深入研究石墨烯的制备方法和性质的过程中,其应用领域也在不断扩大。由于石墨烯缺乏带隙以及在室温下的超高电子迁移率、低于银铜的电阻率、高热导率[7]等,在光电晶体管、生化传感器、电池电极材料和复合材料方面有着很高

多孔石墨烯材料的研究进展

多孔石墨烯材料的研究进展 摘要:多孔石墨烯材料同时结合了石墨烯和多孔材料的优点,具有独特的二维结构及优异的理化性质,是一种具备巨大应用潜力的新型纳米碳质材料。然而单一的石墨烯材料很难充分满足各个领域的应用需求,且石墨烯片层容易堆叠和团聚,制约了其实际应用的发展。通过掺杂、改性、组装和复合等手段制备石墨烯衍生物及石墨烯纳米复合物等石墨烯基材料可以丰富并优化石墨烯的性质,拓展并提升石墨烯的性能,对于促进石墨烯的实际应用具有重大意义。作为一种新型石墨烯衍生物,多孔石墨烯以其二维片状结构、超高比表面积、开放的能带间隙、丰富的活性位点等特性吸引了研究者的很大关注。 关键词:石墨烯;杂化;石墨烯衍生物 引言 如果以化学家的视角将人类和世界写成一本书,碳元素必将会跻身关键词之列:从碳基生命到无机碳素,从史前壁画到太空天梯,从钻木取火到蒸汽革命,再从笔墨纸砚书酒花到柴米油糖酱醋茶,碳的身影无处不在,不可替代。作为世界上最为普遍和奇妙的元素,碳变化多端的魅力归因于其电子轨道杂化方式的多样性及其特殊的成键能力和成键方式。碳原子含有四个价电子,往往以sp,sp2和sp3等杂化形式构成具有不同性质的单质或化合物。以碳单质为例,碳元素存在多种结构、性质迥异的同素异形体。其中sp杂化形式的卡宾碳异常活泼,不易单独稳定存在;sp3杂化的金刚石稳定、超硬、价高,化学修饰较困难;sp2杂化的石墨、石墨烯化学修饰较易且具有独特的电子共轭体系,此外还存在杂化形式介于sp2杂化和sp3杂化之间的富勒烯及包含多种杂化形式碳原子的无定形碳等等。碳家族的众多成员极大丰富了碳质材料的性质,为其在各领域的广泛应用奠定了基础[1]。 1石墨烯及石墨烯基材料 石墨烯即单层或少层石墨薄片,是sp2杂化碳原子按照蜂窝状六元环结构排列而成的二维平面网络结构。2004年,曼彻斯特大学的Novoselov和Geim教授研究组利用机械剥离法成功得到独立存在的单原子层石墨烯,两位物理学家因这一开创性的发现在2010年共同获得诺贝尔物理学奖。然而当我们认真地追根溯源时,会发现石墨烯并非一颗横空出世的新星,围绕石墨烯的讨论已经在科学界

电磁屏蔽材料现状及其应用

电磁屏蔽材料现状及其应用 2009-01-29 20:07:41 安规与电磁兼容网来源:作者: 摘要:依据电磁屏蔽原理,材料的电导率、磁导率及厚度是决定其屏蔽性能的决定性因素。铁磁材料和金属良导体材料、镀金属表面敷层型薄膜屏蔽材料、以各导电纤维为填充材料的填充复合型屏蔽材料以及银系、镍系和碳系导电涂料类屏蔽材料等是目前电磁屏蔽材料领域研究的主要内容和方向。综述了它们的研究现状、性能、应用、存在的优缺点等,并探讨了屏蔽材料未来的发展趋势? 关键词:电磁屏蔽材料 随着现代高新技术的发展,电磁波引起的电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题日益严重,不但对电子仪器、设备造成干扰与损坏,影响其正常T作,严重制约我国电子产品和设备的国际竞争力,而且也会污染环境,危害人类健康;另外电磁波泄漏也会危及国家信息安全和军事核心机密的安全。特别是作为新概念武器的电磁脉冲武器已经取得实质性的突破,能对电子仪器设备、电力系统等进行直接打击,造成信息系统等的暂时失效或永久损坏,其投送方式多样,破坏力极强,而且强大的电磁脉冲对人体也能造成损害,使人神经紊乱、行为失控等。 因此,探索高效的电磁屏蔽材料,防止电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容问题,对于提高电子产品和设备的安全可靠性,提升国际竞争力,防止电磁脉冲武器的打击,确保信息通信系统、网络系统、传输系统、武器平台等的安全畅通均具有重要的意义1_ 。鉴于电磁屏蔽材料在社会生活、经济建设和国防建设中的重要作用,其研发愈发成为人们关注的重要课题。 1 电磁屏蔽原理 电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用,其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种,即对电场和磁场同时加以屏蔽。 屏蔽效果的好坏用屏蔽效~g(SE,Shielding effectiveness)来评价,它表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能定义为屏蔽前后该点电磁场强度的比值,即:SE=2OIg(Eo/Es)或SH=2Olg(HdHs)式中:、分别为屏蔽前该点的电场强度与磁场强度,、分别为屏蔽后该点的电场强度与磁场强度。对屏蔽效果的评价是根据屏

石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展

. . .. . . 报告题目:石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展 一、书目信息: 二、评分标准 1.格式规、容简明扼要。报告中引用的数据、观点等要注明出处20分 2. 报告结构合理,表述清晰20分 3. 石墨烯的结构、性能、制备方法概述正确、新(查阅5篇以上的文献)20分 4. 石墨烯的应用研究进展概述(文献)全、新(查阅5篇以上的文献)20分 5. 心得及进一步的研究展望真实,无抄袭与剽窃现象20分 三、教师评语 请根据写作容给定成绩,填入“成绩”部分。 注1:本页由报告题目、书目信息有学生填写,其余由教师填写。提交试卷时含本页。学生从第二页开始写作,要求见蓝色字体部分。 注2:“阅卷教师评语”部分请教师用红色或黑色碳素笔填写,不可用电子版。无“评语”视为不合规。注3:不符合规试卷需修改规后提交。 摘要 碳是自然界中万事万物的重要组成物质,也是构成生命有机体的主要元素。石墨和金刚石是两种典型的单质碳,也是最早为人们所熟知的两种碳的三维晶体结构,属于天然矿

密封线 石。除石墨和金刚石外,碳材料还包括活性炭、碳黑、煤炭和碳纤维等非晶形式。煤是重 要的燃料。碳纤维在复合材料领域有重要的应用。20 世纪80 年代,纳米材料与技术获得 了极大的发展。纳米碳材料也是从这一时期开始进入历史的舞台。1985 年,由60 个碳原 子构成的“足球”分子:C60被三位英美科学家发现。随后,C70、C86等大分子相继出现, 为碳家族添加了一大类新成员:富勒烯。富勒烯是碳的零维晶体结构,它们的出现开启了 富勒烯化学新篇章。三位发现者于1996 年获诺贝尔化学奖。1991 年,由石墨层片卷曲 而成的一维管状纳米结构:碳纳米管被发现。如今,碳纳米管已经成为一维纳米材料的典 型代表。发现者饭岛澄男于2008 年获卡弗里纳米科学奖。2004 年,一位新成员:石墨 烯,出现在碳材料的“家谱”中。石墨烯的发现者,两位英国科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)于2010 年获诺贝尔物理学 奖。 关键词:碳材料复合材料晶体结构 1 石墨烯的结构 石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中,碳碳键长为0.142nm,厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元:例如:石墨,碳纳米管和富勒烯。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 2 石墨烯的制备 2.1 物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料,通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得, 操作相对简单,合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 2.1.1机械剥离法 机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法,即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt 等[1]于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热解石墨上剥离并观测到单层石墨烯,验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下:首先利用氧等离子在 1 mm厚的高定向热解石墨表面进行离子刻蚀,当在表面刻蚀出宽20 μm—2 mm、深 5 μm的微槽后,用光刻胶将其粘到玻璃衬底上,再用透明胶带反复撕揭,然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声,最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中,利用德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 2.1.2取向附生法—晶膜生长

石墨烯材料的研究进展论文

石墨烯材料的研究进展 摘要:石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料。由于其独特的结构 和新奇的物化性能,在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力,已成为纳米复合材料研究的热点。综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展,并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望。 关键词:石墨烯;纳米复合材料;制备;应用 1,材料的基本情况 石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料,是构成其它碳同素异形体的基本单元。石墨烯的理论研究已有60多年的历史,一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法,得到了稳定存在的石墨烯。石墨烯的出现颠覆了传统理论,使碳的晶体结构形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。 石墨烯的结构非常稳定。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。石墨烯是构成石墨,木炭,碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。完美的石墨烯是二维的,它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在,则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜,人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高于碳纳米管和金刚石,石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料,据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约100 纳米),那么它将能承受大约两吨重物品的压力,而不至于断裂,石墨烯是世界上导电性最好的材料。 常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子迁移的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯另一个特性,是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 2,最热的应用合成 石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄,强度超大的特性,石墨烯可被广泛应用于各领域. 根据其优异的导电性,使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。最小最快石墨烯晶体管。2011年4月7日IBM向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管,该产品每秒能执行1550亿个循环操作,比之前的试验用晶体管快50%。 石墨烯材料还是一种优良的改性剂,在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面,由

电磁屏蔽材料的研究进展

万方数据

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电磁屏蔽材料的研究进展 作者:于名讯, 徐勤涛, 庞旭堂, 连军涛, 刘玉凤, Yu Mingxun, Xu Qintao, Pang Xutang, Lian Juntao , Liu Yufeng 作者单位:中国兵器工业集团第五三研究所,济南,250031 刊名: 宇航材料工艺 英文刊名:Aerospace Materials & Technology 年,卷(期):2012,42(4) 参考文献(33条) 1.周秀芹导电电磁屏蔽塑料研究新进展 2006(01) 2.王锦成电磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究现状 2002(07) 3.Lee C Y;Song H G;Jang K S Electromagnetic interference shielding efficiency of polyaniline mixture and multiplayer films 1999 4.Huang J L;Yau B S;Chen C Y The electromagnetic shielding effectiveness of indium tin oxide films with different thickness 2001 5.赵福辰电磁屏蔽材料的发展现状 2001(05) 6.岩井建;毕鸿章在纤维表面形成金属被覆膜的金属纤维"METAX" 1999(02) 7.于鑫;付孝忠;杜仕国电磁屏蔽材料在火箭弹包装中的应用 1999(01) 8.Dhawan S K;Singh N;Rodrigues K Electromagnetic shielding behavior of conducting polyaniline composites 2003(04) 9.王佛松;王利群;景遐斌聚苯胺的掺杂反应 1993 10.师春生;马铁军;李家俊镀金属炭毡/树脂基复合材料的电磁屏蔽性能 2001(03) 11.王光华;董发勤;司琼电磁屏蔽导电复合塑料的研究现状 2007(02) 12.谭松庭;章明秋金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能 1999(12) 13.薛茹君电磁屏蔽材料及导电填料的研究进展 2004(03) 14.潘成;方鲲;周志飚导电高分子电磁屏蔽材料研究进展 2004 15.毛倩瑾;于彩霞;周美玲Cu/Ag 复合电磁屏蔽涂料的研究 2004(04) 16.施冬梅;杜仕国;田春雷铜系电磁屏蔽涂料抗氧化技术研究进展 2003(03) 17.李秀荣;刘静;李长珍高频电磁屏蔽用ITO膜结构与性能分析 2000(06) 18.Wojkiewicz J L;Fauveaux S;Redon N High electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline-polyurethane composites in the microwave band 2004(04) 19.闾兴圣;王庚超聚苯胺/聚合物导电材料研究进展 2003(01) 20.Morgan H;Foot P J S;Brooks N W The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites 2001 21.王杨勇;张柏宇;王景平本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展 2004(03) 22.Bernhard Wessling Dispersion as the link between basis research and commercial application of conductive polymers (polyaniline) 1998 23.徐勤涛;孙建生;侯俊峰电磁屏蔽塑料的研究进展 2010(09) 24.Hu Yongjun;Zhang Haiyan;Xiao Xiaoting Elcetromagnetic interference shielding effectiveness of silicon rubber filled with carbon fiber 2011 25.彭祖雄;张海燕;陈天立镀银玻璃微珠/碳纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能 2011(01) 26.Huang C Y;Wu C C The EMI shielding effectiveness of PC/ABS/nicked-coated-carbeln-fibre composites 2000 27.邹华;赵素舍;田明镀银玻璃微珠/硅橡胶导电复合材料导电性能的影响因素 2009(08) 28.孙建生;杨丰帆;徐勤涛镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶的制备与性能 2010(01) 29.王进美;朱长纯碳纳米管的镍铜复合金属镀层及其抗电磁波性能 2005(06) 30.徐化明;李聃;梁吉PMMA/定向碳纳米管复合材料导电与导热性能的研究 2005(09) 31.戚亚光世界导电塑料工业化进展 2008(04)

石墨烯复合材料应用最新研究进展

2019年3月第46卷第3期 云南化工 Yunnan Chemical Technology Mar.2019 Vol.46,No.3 doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2019.03.062 石墨烯复合材料应用最新研究进展 程扬帆 (湖北科技学院,湖北咸宁,437000) 摘要:介绍了石墨烯复合材料在国内外的应用前景及应用进展,着重介绍了利用石墨烯特性应用于电容储能、环境治理、导热散热性能和导电等多领域的研究。石墨烯复合材料的应用潜力巨大,具有非常广阔的市场前景。 关键词:石墨烯;复合材料;应用前景 中图分类号:TQ04文献标志码:A文章编号:1004-275X(2019)03-157-02 Recent Research Progress in the Application of Graphene Composites at Home and Abroad Cheng Yangfan (Hubei Institute of Science and Technology,Xianning,Hubei,437000) Abstract:This paper introduces the application p rospects and progress of graphene composites at home and abroad.It focuses on the application of graphene characteristics in capacitance energy storage, environmental management,thermal conductivity and heat dissipation,conductivity and other fields. Graphene composites have great potential and broad market prospects. Key words:Graphene;Compound material;Application prospect 1石墨烯复合材料及其应用前景 1.1定义与特性 石墨烯被称为“单层石墨片”。它是一种二维的结构,密集的碳原子与石墨的单原子层十分类似,是一种新型碳材料。石墨烯的多种优点造就它多种用途,比如它的比表面积大,可以用于吸附和环境治理;机械强度高可以用于航空航天等;载流子迁移率高可以用于半导体与电容等设备。应用的环境非常广泛,随着石墨烯新型材料国内外发展,石墨烯不但可以显著提升传统产业,还可以为高端制造业的发展提供推力。1.2国内外石墨烯复合材料发展趋势及应用前景 目前,世界上有很多关于石墨烯的讨论。2012年,有近2万篇关于石墨烯研究的论文被纳 入科学研究。中国和美国是前两个国家。与此同时,其他国家也积极参与石墨烯相关专利申请的布局。截至2013年6月,它已申请了3,000多项相关发明专利。从2006-2017年,国内和国际研究呈上升趋势。在“十一五”期间,石墨烯复合技术的发展还处于起步阶段,国内外研究的数量相对较少。在“十二五”期间,国外开展了研究,主要集中在石墨烯的制备和化合物的研究上。随后,石墨烯复合材料的研究进入了快速发展阶段。在过去两年中,研究数量已超过以前的总数。其中,国外研究数量急剧增加,工业化进程不断推进,国内则在重点领域不断扩展提升。 由于石墨烯的重要特性和巨大应用价值,全球多个国家将其定义到发展战略高度。比如亚太地区的日本和中国,美国、以及欧洲欧盟等区域国家。这其中不少国家投入的研究和开发金额达到十亿美元,专门用来研究用于石墨烯材料。美国科技发展战略同样包括石墨烯技术。各国企业也积极进行石墨烯产业的布局,相关开发和研究涉及多家公司,像比如洛克希德·马丁、波音、三星、IBM、杜邦、陶氏化学、索尼等巨头均在公司名单中[1]。 2石墨烯复合材料国内外应用进展 由于石墨烯具有多种独特的优点,将它作为复合材料的填充相,就可以增强材料的相应性能,这就为它的应用提供了多种方向。比如国内外相关研究应用于能量储存、液晶器件、电子器件,而在其他领域比如生物材料、传感材料和催化剂载体等也有较多的报道。随着对石墨烯复合材料研究的不断深入,它应用也越来越受到人们的重视。 2.1石墨烯储能复合材料应用 锂电池是当前用途最广泛的电池能源,锂电池整体性能提升的关键是开发新的电极材料。石墨烯作为一种新型碳质材料,加入到锂离子电池中能够大幅提高其导电性,因为它为锂离子电池解决了两个问题,大幅度提高能量密度与大幅度提高功率密度。相对应的,石墨烯就可以作为电池导电的添加剂了。国内也有报道将它作为复合电极材料的正负极[2]。 157--

电磁屏蔽材料的研究进展

电磁屏蔽材料的研究进展.txt人生重要的不是所站的位置,而是所朝的方向。不要用自己的需求去衡量别人的给予,否则永远是抱怨。本文由fatai24贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 电磁屏蔽材料的研究进展/古映莹等 53? 电磁屏蔽材料的研究进展 古映莹邱小勇胡启明 刘雪颖 (中南大学化学化工学院,长沙410083)摘要简单介绍了电磁辐射的危害性及发展电磁屏蔽材料的意义,阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理,较为详细 地介绍了表层导电型、填充复合型、导电纤维、导电织物等电磁屏蔽材料及各种材料在工艺上的优缺点;同时阐述了各种电磁屏蔽材料的研究进展和发展前景,预测了电磁屏蔽材料的发展方向。关键词 电磁屏蔽电磁辐射屏蔽原理研究现状 DeVelopmentofElectromagneticShielding GUYingyingQIUXiaoyongHUQiming Material LIUXueying (TheChemistryandChemicalEngineeringC01legeofCentralSouthUniversity,changsha410083)Abstractmate“a1 of asare The harmsofelectromagneticradiationandsignificanceofdevelopingelectromagneticshielding introduced,andthemechanismofelectromagneticshieldingmaterialsissumma“zed.Thenthemainkinds as EMIshieldingmaterialssuch thestyle on ofsurfacelayerandfilling,conductingfiber,conductingfabric are etc as well theiradvantageanddisadvantage engineering out.

石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展

石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展

姓名:学号: 20150700 密封线 报告题目:石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展 一、书目信息: 二、评分标准

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姓名:学号: 20150700 密封线 2. 报告结构合理,表述清晰 20分 3. 石墨烯的结构、性能、制备方法概述正确、 新(查阅5篇以上的文献) 20分 4. 石墨烯的应用研究进展概述(文献)全、新 (查阅5篇以上的文献) 20分 5. 心得及进一步的研究展望真实,无抄袭与剽窃现象 20分 三、教师评语 请根据写作内容给定成绩,填入“成绩”部分。

密封线 注1:本页由报告题目、书目信息有学生填写,其余由教师填写。提交试卷时含本页。学生从第二页开始写作,要求见蓝色字体部分。 注2:“阅卷教师评语”部分请教师用红色或黑色碳素笔填写,不可用电子版。无“评语”视为不合规范。注3:不符合规范试卷需修改规范后提交。 摘要 碳是自然界中万事万物的重要组成物质,也是构成生命有机体的主要元 素。石墨和金刚石是两种典型的单质碳,也是最早为人们所熟知的两种碳的 三维晶体结构,属于天然矿石。除石墨和金刚石外,碳材料还包括活性炭、 碳黑、煤炭和碳纤维等非晶形式。煤是重要的燃料。碳纤维在复合材料领域 有重要的应用。20 世纪80 年代,纳米材料与技术获得了极大的发展。纳米 碳材料也是从这一时期开始进入历史的舞台。1985 年,由60 个碳原子构成 的“足球”分子:C60被三位英美科学家发现。随后,C70、C86等大分子相继 出现,为碳家族添加了一大类新成员:富勒烯。富勒烯是碳的零维晶体结构, 它们的出现开启了富勒烯化学新篇章。三位发现者于1996 年获诺贝尔化学 奖。1991 年,由石墨层片卷曲而成的一维管状纳米结构:碳纳米管被发现。 如今,碳纳米管已经成为一维纳米材料的典型代表。发现者饭岛澄男于2008 年获卡弗里纳米科学奖。2004 年,一位新成员:石墨烯,出现在碳材料的“家 谱”中。石墨烯的发现者,两位英国科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和 康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)于2010 年获诺贝尔物理 学奖。 关键词:碳材料复合材料晶体结构 1 石墨烯的结构 石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中,碳碳键长为0.142nm,厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元:例如:石

石墨烯材料研究进展

石墨烯材料研究进展 化学工程与工艺 0909403068 王月 摘要:石墨烯具有非凡的物理及电学性质,如高比表面积、高导电性、高机械强度、易于修饰及大规模生产等。2004年石墨烯的成功剥离,使石墨烯成为形成纳米尺寸晶体管和电路的“后硅时代”的新潜力材料,其产品研发和应用目前正在全球范围内急剧增加。本文通过对石墨烯的特性、制备和应用现状几方面进行了综述。 关键词:石墨烯制备应用进展 石墨烯是碳 原子紧密堆 积成单层二 维蜂窝状晶 格结构的一 种碳质新材 料,是构筑 零维富勒 烯、一维碳 纳米管、三 维体相石墨等sp2杂化碳(即碳以双键相连或连接其他原子)的基本结构单元,如图1所示。石墨烯的理论研究已有60多年的历史,但直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈〃海姆和康斯坦丁〃诺沃肖洛夫,

利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨 烯晶体,并发现了石墨烯载流子的相对论粒子特性,才引发石墨烯研 究热。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,人们发现,将石墨烯 引入工业化生产的领域已为时不远了[1]。 1石墨烯的特性 石墨烯是零带隙半导体,有着独特的载流子特性,为相对论力学 现象的研 究提供了一条重要 途径;电子在石墨 烯中传输的阻力很 小,在亚微米距离 移动时没有散射,具 有很好的电子传输 性质;石墨烯韧性 好,它们每100nm 距离上承受的最大 压力可达2.9N [2],是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一。石墨烯特有的 能带结构使空穴和电子相互分离,导致了新电子传导现象的产生,如 量子干涉效应、不规则量子霍尔效应。Novoselov 等观察到石墨烯具 有室温量子霍耳效应,使原有的温度范围扩大了10倍。石墨烯在很 多方面具备超越现有材料的特性,具体如图 2 [3]所示,日本企业的 一名技术人员形容单层石墨碳材料“石墨烯”是“神仙创造的材料”。 图2 石墨烯的特点

电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

电磁屏蔽和吸波材料 1、引言 随着现代电子工业的快速发展,各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加,导致了电磁干扰现象的增多和电磁污染问题的日渐突出。电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子设备的正常运行,而且对身体健康也有危害。目前,主要的抗电磁千扰技术包括:屏蔽技术、接地技术和滤波技术。其中,屏蔽技术的主要方法是采用各种屏蔽材料对电磁辐射进行有效阻隔与损耗。吸波功能材料的研究是军事隐身技术领域中的前沿课题之一,其目的是最大限度地减少或消除雷达、红外等对目标的探测。世界上多个国家相继展开了对战机、巡航导弹、舰艇等军事用吸波材料的研究。由于电磁屏蔽材料和吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用,因而其研究开发成为人们日益关注的重要课题。 2、电磁屏蔽和吸波材料的基本原理 材料对电磁波屏蔽和吸收的程度用屏蔽效能(SE)来表示,单位为分贝(dB),一般来说,SE 越大,则衰减的程度越高。 2.1屏蔽体对电磁波的衰减机理 屏蔽体对电磁波的衰减机理有3种: (l)空气·屏蔽体界面的阻抗不连续性,对入射电磁波产生反射衰减; (2)未被表面反射而进入屏蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸收的衰减; (3)进入屏蔽体内未被吸收衰减的电

磁波到达屏蔽体一空气界面时因阻抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生多次反射衰减。屏蔽效能可用下式表示: SE T = SE R+ SE A+ SE M(1) 式中:SE R表示反射损失,SE A表示吸收损失,SE M表示多次反射损失。 2.2吸波材料的基本物理原理 吸波材料的基本物理原理是,材料对入射电磁波实现有效吸收,将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。波阻抗匹配特性即创造特殊的边界条件是入射电磁波在材料介质表面的反射系数r 最小,从而尽可能的从表面进入介质内部。衰减特性是指进入材料内部的电磁波因损耗而被迅速吸收。损耗大小,可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。要提高介质吸波效能,其基本途径是提高介质电导率,增加极化“摩擦”和磁化“摩擦”,同时还要满足阻抗匹配条件,使电磁波不反射而进入介质内部被吸收。 3、常见电磁屏蔽材料的分类及特点 3.1电磁屏蔽涂料 电磁屏蔽涂料是由导电填料、树脂黏结剂、溶剂和添加剂组成,根据填料的不同,可分为碳系、银系、铜系和镍系电磁屏蔽涂料等。近年来,在导电涂料领域的一个热门课题是对复合导电涂料的研究。其中镍在这方面具有较高的应用价值。其一是高导电镀层可以镀覆于镍填料自身的表面;其二是镍可以镀覆于其它材料表面。研究表明,镀镍

石墨烯的应用前景-导热篇

石墨烯的应用前景—导热篇 一、石墨烯 石墨烯又称单层石墨,是一种二维纳米材料,是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米级材料。自从2004年被科研工作者证明其可以稳定存在后,因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能,被公认为21世纪的“革命性材料”。石墨烯在光学、电子学、磁学、生物医药学、催化剂、电池、超级电容器和传感器等领域应用前景深远,石墨烯相关专利和研究文献呈现爆发式增长。总体看来,石墨烯技术开始进入高速成长期,并大步向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈,各国的技术优势正在逐步形成。 新兴技术的发展离不开政策的支持与引导。在2010年石墨烯发现者获得诺贝尔奖以后,不仅全球科研界竞相关注,各国政府也加大了石墨烯研发的支持力度,希望在这新一轮石墨烯研究和产业化发展的竞争中抢占先机。在石墨烯大国中,欧盟成员国、美国、日本和韩国较先开展相关的战略部署,出台了各项支持政策和研究扶持计划,走在了全球石墨烯研究与产业化的前列。 全球针对石墨烯的研究都在进行,截至到2010年,全球共有8434份相关的研究论文,共来自79个国家和地区,排名前十的国家发表的文献量占总量的92.96%。美国在作为世界科学技术研究最发达的国家,其石墨烯研究方面的文献量达2683份,占总量的31.81%。我国在石墨烯研究文献发表量为1201份,占比14.24%,位居全球第二位。显示出了我国在石墨烯领域不居人后,积极布局的决心。 我国石墨矿储量占世界总储量的75%,产量占世界总产量的72%。同时,我

国是制造业大国。因此,我国对石墨烯的需求也比较强烈。目前,石墨烯的应用仍然处于由研发向产业化迈进的阶段。2014年12月20日,宁波年产300吨的石墨烯规模生产线正式落成投产;2014年12月25日,南江集团与中科院重庆绿色智能技术研究院合作的年产1000万片大面积单层石墨烯薄膜生产线也正式启动。此外,各地的石墨烯产业园区、产业联盟及创新基地也纷纷成立,从事石墨烯产业的企业已突破千家。根据外媒Newswire5月2号发布的最新消息,据Innova Research公司的最新调研,2015年中国石墨烯的市场规模约为610万美元,比2014年的140万美元增长超过336%。初步构建起以石墨烯原材料、研发、制备、应用为主体的产业链。东南沿海地区凭借其优越的地理位置、便利的交通条件以及雄厚的经济实力涌现出一批具有规模效应的石墨烯企业,其中长三角地区石墨烯产业化带尤为突出。预计,国内石墨烯产业规模将达万亿元。不过,虽然我国在石墨烯制备方面取得了突破,但石墨烯的应用仍然处于由研发向产业化迈进的阶段,万亿元的市场前景的确美好,但实现仍需要一个过程。 二、三维石墨烯 石墨烯由于片层间很强的π-π键相互作用和范德华力使它易于发生堆叠和团聚,往往限制了石墨烯优异性质的发挥。为了克服这个缺陷,一个可能的解决办法就是制备具有高电导率、大表面积、大孔隙率的三维结构石墨烯。树脂裂解制备三维石墨烯的方法,是利用经过处理的自掺杂树脂材料,经过镍做低温石墨化催化剂,再用高温烧结炉烧结烘干,制备得到三维石墨烯粉体材料。这种树脂裂解制备方法简单、稳定、高效解决了三维石墨烯的大规模生产问题。同时,用这一方法合成的三维多级孔自掺杂(氮、磷、硼等)类石墨烯材料具有其他碳材料包括商用石墨烯在内的碳材料不具备的性质,比如高比表面积、高导电性、自掺杂、

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