碳纳米管的独特性质.ppt

碳纳米管的独特性质 1)力学性能 碳纳米管的抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级。它是最强的纤维，在强度与重量之比方面，这种纤维是最理想的。 第二章 最有潜力的新材料 海姆和诺沃肖洛夫于２００４年制成石墨烯材料 这是目前世界上最薄的材料，仅有一个原子厚 2010年诺贝尔物理学奖被授予发现石墨烯研究者 石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。 石墨是碳单质的同素异形体之一 地球上的生命都是以碳元素为基础的 某种承度上说，有机化学其实就是碳的化学 碳元素是神奇的六号元素，其单质的众多同素异形体，从最硬到极软、全吸光到全透光、绝缘体到半导体到导体、绝热到良导热、高临界温度的超导体等。 钻石是已知最硬的矿石；石墨却是最软的矿石之一。 * 钻石是终极的研磨剂；石墨却是非常好的润滑剂。 * 钻石是一流的绝缘体；石墨却是良导体。 * 钻石通常是透明的；石墨却是不透光的。 * 钻石的结晶是立方晶系；石墨却是六方晶系。 * 钻石的价值昴贵；石墨却是相当廉价。 石墨的特性: 耐高温性:石墨的熔点为3850℃士50℃，沸点为4250℃，即使经过超高电弧灼烧，重量损失也很少，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而增强，在2000℃时，石墨强度提高一倍; 导电导热性:石墨的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。（银1.6×10-8 铜1.7×10-8 铁1.0×10-7 石墨(8～13)×10-6, Ω*m) 化学稳定性:石墨在常温下具有良好的化学稳定性，能耐酸碱、耐有机溶剂的腐蚀。 润滑性:石墨的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。石墨为层状耐磨矿物，其Bond粉碎功指数高达45.03kw/t，相较于粘土的7.1kw/t、黄铁矿的8.9kw/t，以及石英的12.77kw/t高出许多. 石墨烯的特性 石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料,也是有史以来被证实的最结实的材料,其强度可达130 GPa，是钢的100多倍，其断裂强度达到了惊人的42NM-1；最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍于商用硅片的高载流子迁移率（15000 cm2V-1s-1） ，石墨烯的热导率可达5000W/ m·K，是室温下纯金刚石的 3倍。 目前试验还证实了石墨烯中的电子和空穴成对现象(Electron-Hole Symmetry)，半整数量子霍尔效应(Half-integer Quantum Hall Effect)，室温量子霍尔效应(Room-Temperature Quantum Hall Effect)等多种独特的电子结构和性质。 抗热震性:石墨在高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。 石墨的特性: 耐高温性:石墨的熔点为3850℃士50℃，沸点为4250℃，即使经过超高电弧灼烧，重量损失也很少，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而增强，在2000℃时，石墨强度提高一倍; 导电导热性:石墨的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。（银1.6×10-8 铜1.7×10-8 铁1.0×10-7 石墨(8～13)×10-6, Ω*m) 化学稳定性:石墨在常温下具有良好的化学稳定性，能耐酸碱、耐有机溶剂的腐蚀。 润滑性:石墨的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。石墨为层状耐磨矿物，其Bond粉碎功指数高达45.03kw/t，相较于粘土的7.1kw/t、黄铁矿的8.9kw/t，以及石英的12.77kw/t高出许多. 石墨烯的特性 石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料,也是有史以来被证实的最结实的材料,其强度可达130 GPa，是钢的100多倍，其断裂强度达到了惊人的42NM-1；最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍于商用硅片的高载流子迁移率（15000 cm2V-1s-1） ，石墨烯的热导率可达5000W/ m·K，是室温下纯金刚石的 3倍。 目前试验还证实了石墨烯中的电子和空穴成对现象(Electron-Hole Symmetry)，半整数量子霍尔效应(Half-integer Quantum Hall Effect)，室温量子霍尔效应(Room-Temperature Quantum Hall Effect)等多种独特的电子结构和性质。 抗热震性:石墨在高温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不