石墨（mò）烯可能使航天（tiān）器發生革命

石墨烯可能（néng）使航天器發生革命
來源：東莞市捷誠石墨製品有限公司 發布時間（jiān）：2018-12-08 點擊（jī）次數：431


石墨烯（xī）納米片主要用作鋰電池正極材料和正極材料（liào）。隨著環保（bǎo）型電動汽車市場份額（é）和容量的擴大，有望實現大（dà）規（guī）模的生產和應用。中國航空工業北京航空材料研究所率先開發了石墨烯增強金屬基納米複合材料。這些研究成果不僅為新型高性能金屬基納米複合材料創造了條件，也將給未來的（de）航天飛行器帶來革命性的變化。

石墨（mò）烯在航天領域有著（zhe）廣泛的應用，中國航空工（gōng）業（yè）集團是中國在石墨烯領域的代表力量，因此石墨烯領域的發展往往比一般研發實體更受（shòu）關注，他們取得了什麽（me）成就，他們擁（yōng）有什麽樣的研發體係。北京航空材料研究所石（shí）墨烯研究小（xiǎo）組（以下簡稱航空（kōng）材料（liào）研（yán）究所）。

據航空材（cái）料科學院研究組成員介紹，目（mù）前已具備（bèi）一整套批量（liàng）製備具有完全自主知識產權的石墨烯納米片的技術和專用設備。建立了年（nián）產100噸石墨烯納米片的全自（zì）動生產線，獲得了單層率大於90％的石墨烯納米片，表麵積大，分散性好，在此基礎上製（zhì）備了多種功能（néng）石墨（mò）烯。廣泛應用於儲（chǔ）能、環境等領域，包括（kuò）羥基化石墨烯、羧基石墨烯、鍍銀石墨烯、鍍銅石墨烯、負載磁性粒子石墨烯、半導體雜化（huà）石墨烯等。菲涅海綿，石墨烯氣凝膠，石莫希同（tóng）軸納米線（xiàn），石墨烯織物，已經開發出來。

航空（kōng）材料科學院擁有成套的具有自主（zhǔ）知識產權的大型高質量化學氣相沉積（CVD）石墨烯薄膜的批（pī）量製備技術和專（zhuān）用設備。它突破（pò）了（le）反應器（qì）氣載壓比、化（huà）學（xué）氣相沉積（CVD）反應室溫（wēn）均勻性、轉移介質與載體匹配、靶材等關（guān）鍵技術，解決了與（yǔ）石墨（mò）烯膜（mó）相容等表麵狀態匹配問題。中國銅箔多層模具設計與裝配。提高了石墨烯（xī）薄膜的質量和產量。石墨（mò）烯薄膜的最大尺寸為300mm×300mm，透過（guò）率大於93%，阻擋電阻為300-500歐元（yuán），層數（shù）為1-5層，每年可生產100000個（gè）石墨烯薄膜（300mm×300mm）。

此（cǐ）外，在傳統化學氣相沉積（CVD）方法的（de）基礎上，設計並製造了用（yòng）於（yú）大規模生產石墨烯連續膜（輥對輥設備）的化學氣相沉積（CVD）原理樣機。該設備可實現石墨（mò）烯（xī）薄膜無限長的連續工業化製備，用於石墨烯生產。大規模生產薄膜奠定了基礎。

關（guān）於石墨烯材（cái）料在鋰電池中的應用，航空材料學會說，為了提高傳統鋰電池的性能，在自行開發的、可分散的、高品（pǐn）質的、具有大比表麵積的石墨烯納（nà）米（mǐ）片基礎上，可以為滿（mǎn）足航（háng）空、航天、汽車等領域對高儲能密度（dù）、高功率密度電池的需求，研製了石墨（mò）烯改性LiFePO4liMnPO4鋰離子電池（chí）正（zhèng）極材料和石墨烯改性鋰離子電池負極材料。組裝了石墨烯改性鋰（lǐ）離子（zǐ）電池的典型測試樣品（pǐn）。石墨烯的加入（rù）顯著地提高了鋰離子電池的能量密度（dù）和功（gōng）率密度，縮短了電（diàn）池充（chōng）電時間，提高了電池的壽命（mìng）能量。

通過對鋁基石墨（mò）烯材料的研究，研製出高強度、高模（mó）量、高質量、大（dà）比表麵積、易分散的鋁基石墨烯複合材料。S已成功研製成功。研製成功了彈性模量在95GPa以上、700MPa的鋁基石墨（mò）烯複合材料。采（cǎi）用光學顯微鏡（jìng）（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和掃描電鏡（SEM）對石墨（mò）烯增（zēng）強金屬基納米複合材料的微觀結構進行了表征。首次用透射電子顯微鏡(TEM)對石墨（mò）烯納米片進行了拉伸性能測試，結果表明，石墨烯納米片均勻地分布在鋁合金基體中，與基體形成了良好的原子級結合（hé）界麵，沒有發生化學反應（yīng）。在石墨烯納米片與鋁合金（jīn）基體之間，保留了原（yuán）有的納米片（piàn）結（jié）構，例如，在鋁合金中加（jiā）入質量分數（shù）僅為0.3%的石墨烯納米片，其屈服強度和拉伸（shēn）強度分別達到322MPa和455MPa。y比無石墨（mò）烯納米片的鋁合金高58%和25%，而鋁合金的伸長率沒有降低。

除了上述領域外，航空（kōng）材料研究院也取得了突破性進展，例如，在鋁基和鈦基石墨烯材料研（yán）究的基（jī）礎上，航空材料研究所充分利用石（shí）墨烯超高溫CO的特性。航空（kōng）材料研究所生產的石（shí）墨烯粉末的導（dǎo）電性、高（gāo）質量、大比表麵（miàn）積、易分散，在保證工藝性能（néng）和線（xiàn）膨脹（zhàng）要求的同時，成功地發展了石墨烯的導熱性。製（zhì）備了熱導率大於（yú）210 W/MOK的電子封裝材料。與技術（shù）指標相比，抗彎強（qiáng）度提高一（yī）倍，彈性模量提高50%。

此外，石墨烯增強鋁和銅納米複（fù）合材料在電（diàn）線電纜導體中的應用是在石（shí）墨烯增強鋁和銅納米複合材料研究的基礎（chǔ）上（shàng）進行的。為滿足（zú）航空、航天、電（diàn）子等行業對超高頻射頻電纜（lǎn）、超高壓電纜（lǎn）及耐腐（fǔ）蝕電纜的需（xū）求，研製了石墨烯（石墨烯）增強鋁（lǚ）、銅（tóng）導體及不同規格電纜的典型試樣。在電線電纜（lǎn）領域的（de）應用研（yán）究已經取得了一定的成果。石墨（mò）烯能顯著提高電纜材料的強度、韌性和耐腐蝕性。

其次，在其它複合材（cái）料和環境淨化材料的應用中，航空（kōng）材料研究所采用了獨特的製備工（gōng）藝製備了（le）超輕石墨烯（xī）纖維增韌膜，對c.合適的材料。航空工業航空材料研究（jiū）所（suǒ）開（kāi）發了一種強吸附、高（gāo）過濾的石墨烯環境，淨化材料在空氣淨化和石（shí）油汙染治（zhì）理領域具有很強的應用價值。通過對石墨烯納米片的改性和（hé）特殊的製備工藝，CAI開發了性能優良的石墨烯／聚合物導電和導（dǎo）熱（rè）材料，並製（zhì）備了用於航（háng）空、航（háng）天（tiān）等（děng）領域的結構和功能集成器件。在電子技術等領域有廣闊的應用（yòng）空間。

航空材料研究院作為軍（jun1）工集團（tuán）公司的研發機構，其研發體係不同於一般企業。據介（jiè）紹，航空材料研究院已成立了一個跨單位、跨專業的石墨烯研究所——石墨烯及應用研究（jiū）中心。

根據項（xiàng）目管理，航空材料科學院石墨烯中心建立（lì）了（le）快速反應機製，降（jiàng）低了管（guǎn）理水平。它專長於物理、化學、材料、技術、性能表征和評價等領域。它是一個跨學科、跨學科、高度集成（chéng）的創新研究團隊，有利於創新理念的碰撞和關鍵問（wèn）題的智能化處理。為避免因科（kē）研人員按時應用各種科技計劃而造成科研周期過（guò）長而失（shī）去科研機會。同時，中國航空工業也通過集團創新基（jī）金向航空材料研究院傾斜資金，提供（gòng）石墨（mò）烯專（zhuān）題研究。該研究為（wéi）航空材料研究院的（de）研（yán）究提供了（le）補充資金。航空（kōng）材料研究（jiū）院優先支持實驗室條件和手（shǒu）段。對石墨（mò）烯的研究，成立專（zhuān）門的（de）支持小組，迅速（sù）建立和設備（bèi）車間、工藝（yì）設備、原材料（liào）以及實驗室和（hé）生產線所（suǒ）需的試驗條件，確保基礎研究的需要。

最後，關於石墨烯技術的高端技術（shù）的大規模（mó）應用，航空材料研究所給出了自己的時間（jiān）表：石墨烯（xī）膜（mó）取代銦錫氧化物（ITO）作為（wéi）下一代電子器件（jiàn）的高性能低成本透明導電膜。電子（zǐ）產品。隨著移動（dòng）電話（huà）的領先應用和市場投放，如果取得一些技術上的（de）突破，預計將會是巨大（dà）的，不久就會大規模上市。

石墨烯納米片（piàn）主要用作鋰電池正極材料和正（zhèng）極材料。隨著環保型電動汽車市場份（fèn）額（é）和容量（liàng）的擴大，有望（wàng）實現大規模的生產和應用。osheet增強增韌樹脂基複合材（cái）料作為結構和功能一體化材料，隨著下一代飛機和發動機的發展，在不久的將（jiāng）來，可以形成大規模的（de）生產和應用。

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