Як ключовий член сімейства вуглецевих матеріалів, графітові аркуші демонструють широкі перспективи застосування енергії, електроніки, хімічної інженерії та аерокосмічного простору завдяки їхній чудовій термічній та електричній провідності, хімічній стабільності та механічній міцності. Останніми роками, при швидкому просуванні матеріалознавства та інженерії, дослідження графітних листів продовжували поглиблюватися, що призводить до значного прогресу в структурній конструкції, оптимізації продуктивності та функціональних додатках.
1. Технологія підготовки графітів
Процес підготовки до графітових листів безпосередньо впливає на їх мікроструктуру та макроскопічні властивості, а отже, залишається основною дослідницькою зоною. Традиційно графітові аркуші, як правило, виробляються за допомогою стиснення лиття або високої - Графітизація температури природного пластівця графіту, але ці методи призводять до обмеженої щільності та рівномірності. В останні роки дослідники розробили різноманітні нові методи підготовки, включаючи хімічне осадження пари (ССЗ), перетворення попередників полімерів та гібридні методи (наприклад, графітові композити з смолами, металами або керамікою).
Серед них технологія CVD може осадити високі - якісні графітові плівки на поверхнях підкладки. Регулюючи співвідношення та температуру газів -реагентів (таких як метан, водень та аргон), можна точно контролювати кількість графітових шарів та розміру зерна. Крім того, піролітична графітизація на основі полімерних попередників, таких як поліімід (PI), також привернула значну увагу. Цей метод використовує високу - обробку температури (вище 2800 градусів) для карбонізації та перестановки органічної речовини в графітову структуру. Отримані графітові аркуші демонструють високу орієнтацію та чудову теплопровідність.
2. Оптимізація ефективності та дослідження модифікації
Оптимізація продуктивності графітових листів в першу чергу фокусується на теплопровідності, електричній провідності, механічній силі та резистентності до корозії. Що стосується теплопровідності, то дослідники виявили, що збільшення міжшарової орієнтації графітових листів (наприклад, через прокат - орієнтація) може значно покращити їх у термічній провідності в -. Теплопровідність деяких високоорієнтованих графітових листів перевищила 1500 Вт/(м · к). Щодо електричної провідності, допінг з елементами, такими як азот та борон, або введення арматурних фаз, таких як вуглецеві нанотрубки та графен, може додатково покращити їх транспорт.
З точки зору механічної міцності, в той час як графітові листів мають високу міцність на стиск, їх міцність і міцність на розрив відносно низькі, обмежуючи їх використання в навантаженні - підшипник. Щоб вирішити це, дослідники досліджували такі рішення, як вуглецеве волокно - армовані графітові композити та композитні аркуші Graphite/Metal, посилюючи загальні механічні властивості, вводячи високі фазові матеріали - -. Крім того, для специфічних застосувань (таких як хімічна захист від корозії), для підвищення корозійної стійкості графітових листів використовуються специфічні технології (такі як покриття нікелю, покриття SIC або покриття Al₂o₃).
3. Прогрес у функціональних додатках
Унікальні властивості графітових листів зробили їх цінними в різних галузях. У енергетичному секторі високі - теплопровідні графітові аркуші широко використовуються в літієвому акумуляторному термічному управлінні, напівпровідниковому пристрої тепловіддачі та сонячних системах термічної конверсії. Наприклад, графітові листів використовуються як підкладки розсіювання тепла в акумуляторних пакетах електромобілів, фактично знижуючи робочі температури акумулятора та продовжуючи термін служби акумулятора.
У секторі електроніки графітові аркуші, завдяки їх чудовим електричним властивостям, використовуються в гнучких дошках, електромагнітних екранованих матеріалах та компонентах дисипації тепла для високих - електронних пристроїв. Крім того, розробка графену - графітних композиційних аркушів пропонує потенційні рішення для наступних - покоління High - Електронні пристрої частоти. У хімічній промисловості, графітні аркуші, завдяки їх високій температурі - та корозії - стійкими властивостями є ідеальним вибором для прокладок реактора, ущільнювальних матеріалів та високих - температурних фільтрів.
4. Майбутні напрямки досліджень
Хоча дослідження графітних листів досягли численних проривів, залишаються виклики, такі як висока вартість великої виробництва масштабу - та недостатня стабільність у деяких екстремальних умовах. Майбутні дослідження можуть зосередитись на таких сферах:
1. Зелений і низький - Технологія виробництва витрат: Розробка енергії - Ефективні та ефективні процеси синтезу для просування промислового застосування графітових листів;
2. Багатофункціональна інтегрована конструкція: оптимізація теплових, електричних та механічних властивостей за допомогою композитної конструкції;
3. Екстремальна пристосованість для навколишнього середовища: вивчення довгих - стабільності термінів графітних листів при високих температурах, сильному випромінюванні або сильній корозії;
4. Дослідження нових додатків: програми в квантовому охолодженні пристроїв, космічних технологій та біомедичних матеріалів.
Підсумовуючи це, Graphite Lett Research швидко розвивається. З постійними проривами у виробничій технології, контролю за продуктивністю та функціональними додатками, його роль у високих - кінцевих виробничих та стратегічних галузях, що розвиваються, стане все більш важливим.
