石墨烯可能使航天器發生革命

石墨烯可能使航天器發生革命
來源：百度贴吧雷竞技 發布時間：2018-12-08 點擊次數：431


石墨烯納米片主要用作鋰電池正極材料和正極材料。隨著環保型電動汽車市場份額和容量的擴大，有望實現大規模的生產(chan) 和應用。中國航空工業(ye) 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(jin) 為(wei) 新型高性能金屬基納米複合材料創造了條件，也將給未來的航天飛行器帶來革命性的變化。

石墨烯在航天領域有著廣泛的應用，中國航空工業(ye) 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(ti) 更受關(guan) 注，他們(men) 取得了什麽(me) 成就，他們(men) 擁有什麽(me) 樣的研發體(ti) 係。北京航空材料研究所石墨烯研究小組（以下簡稱航空材料研究所）。

據航空材料科學院研究組成員介紹，目前已具備一整套批量製備具有完全自主知識產(chan) 權的石墨烯納米片的技術和專(zhuan) 用設備。建立了年產(chan) 100噸石墨烯納米片的全自動生產(chan) 線，獲得了單層率大於(yu) 90％的石墨烯納米片，表麵積大，分散性好，在此基礎上製備了多種功能石墨烯。廣泛應用於(yu) 儲(chu) 能、環境等領域，包括羥基化石墨烯、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(ti) 雜化石墨烯等。菲涅海綿，石墨烯氣凝膠，石莫希同軸納米線，石墨烯織物，已經開發出來。

航空材料科學院擁有成套的具有自主知識產(chan) 權的大型高質量化學氣相沉積（CVD）石墨烯薄膜的批量製備技術和專(zhuan) 用設備。它突破了反應器氣載壓比、化學氣相沉積（CVD）反應室溫均勻性、轉移介質與(yu) 載體(ti) 匹配、靶材等關(guan) 鍵技術，解決(jue) 了與(yu) 石墨烯膜相容等表麵狀態匹配問題。中國銅箔多層模具設計與(yu) 裝配。提高了石墨烯薄膜的質量和產(chan) 量。石墨烯薄膜的最大尺寸為(wei) 300mm×300mm，透過率大於(yu) 93%，阻擋電阻為(wei) 300-500歐元，層數為(wei) 1-5層，每年可生產(chan) 100000個(ge) 石墨烯薄膜（300mm×300mm）。

此外，在傳(chuan) 統化學氣相沉積（CVD）方法的基礎上，設計並製造了用於(yu) 大規模生產(chan) 石墨烯連續膜（輥對輥設備）的化學氣相沉積（CVD）原理樣機。該設備可實現石墨烯薄膜無限長的連續工業(ye) 化製備，用於(yu) 石墨烯生產(chan) 。大規模生產(chan) 薄膜奠定了基礎。

關(guan) 於(yu) 石墨烯材料在鋰電池中的應用，航空材料學會(hui) 說，為(wei) 了提高傳(chuan) 統鋰電池的性能，在自行開發的、可分散的、高品質的、具有大比表麵積的石墨烯納米片基礎上，可以為(wei) 滿足航空、航天、汽車等領域對高儲(chu) 能密度、高功率密度電池的需求，研製了石墨烯改性LiFePO4liMnPO4鋰離子電池正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離子電池的典型測試樣品。石墨烯的加入顯著地提高了鋰離子電池的能量密度和功率密度，縮短了電池充電時間，提高了電池的壽命能量。

通過對鋁基石墨烯材料的研究，研製出高強度、高模量、高質量、大比表麵積、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的鋁基石墨烯複合材料。采用光學顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和掃描電鏡（SEM）對石墨烯增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(ti) 中，與(yu) 基體(ti) 形成了良好的原子級結合界麵，沒有發生化學反應。在石墨烯納米片與(yu) 鋁合金基體(ti) 之間，保留了原有的納米片結構，例如，在鋁合金中加入質量分數僅(jin) 為(wei) 0.3%的石墨烯納米片，其屈服強度和拉伸強度分別達到322MPa和455MPa。y比無石墨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究的基礎上，航空材料研究所充分利用石墨烯超高溫CO的特性。航空材料研究所生產(chan) 的石墨烯粉末的導電性、高質量、大比表麵積、易分散，在保證工藝性能和線膨脹要求的同時，成功地發展了石墨烯的導熱性。製備了熱導率大於(yu) 210 W/MOK的電子封裝材料。與(yu) 技術指標相比，抗彎強度提高一倍，彈性模量提高50%。

此外，石墨烯增強鋁和銅納米複合材料在電線電纜導體(ti) 中的應用是在石墨烯增強鋁和銅納米複合材料研究的基礎上進行的。為(wei) 滿足航空、航天、電子等行業(ye) 對超高頻射頻電纜、超高壓電纜及耐腐蝕電纜的需求，研製了石墨烯（石墨烯）增強鋁、銅導體(ti) 及不同規格電纜的典型試樣。在電線電纜領域的應用研究已經取得了一定的成果。石墨烯能顯著提高電纜材料的強度、韌性和耐腐蝕性。

其次，在其它複合材料和環境淨化材料的應用中，航空材料研究所采用了獨特的製備工藝製備了超輕石墨烯纖維增韌膜，對c.合適的材料。航空工業(ye) 航空材料研究所開發了一種強吸附、高過濾的石墨烯環境，淨化材料在空氣淨化和石油汙染治理領域具有很強的應用價(jia) 值。通過對石墨烯納米片的改性和特殊的製備工藝，CAI開發了性能優(you) 良的石墨烯／聚合物導電和導熱材料，並製備了用於(yu) 航空、航天等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空間。

航空材料研究院作為(wei) 軍(jun) 工集團公司的研發機構，其研發體(ti) 係不同於(yu) 一般企業(ye) 。據介紹，航空材料研究院已成立了一個(ge) 跨單位、跨專(zhuan) 業(ye) 的石墨烯研究所——石墨烯及應用研究中心。

根據項目管理，航空材料科學院石墨烯中心建立了快速反應機製，降低了管理水平。它專(zhuan) 長於(yu) 物理、化學、材料、技術、性能表征和評價(jia) 等領域。它是一個(ge) 跨學科、跨學科、高度集成的創新研究團隊，有利於(yu) 創新理念的碰撞和關(guan) 鍵問題的智能化處理。為(wei) 避免因科研人員按時應用各種科技計劃而造成科研周期過長而失去科研機會(hui) 。同時，中國航空工業(ye) 也通過集團創新基金向航空材料研究院傾(qing) 斜資金，提供石墨烯專(zhuan) 題研究。該研究為(wei) 航空材料研究院的研究提供了補充資金。航空材料研究院優(you) 先支持實驗室條件和手段。對石墨烯的研究，成立專(zhuan) 門的支持小組，迅速建立和設備車間、工藝設備、原材料以及實驗室和生產(chan) 線所需的試驗條件，確保基礎研究的需要。

最後，關(guan) 於(yu) 石墨烯技術的高端技術的大規模應用，航空材料研究所給出了自己的時間表：石墨烯膜取代銦錫氧化物（ITO）作為(wei) 下一代電子器件的高性能低成本透明導電膜。電子產(chan) 品。隨著移動電話的領先應用和市場投放，如果取得一些技術上的突破，預計將會(hui) 是巨大的，不久就會(hui) 大規模上市。

石墨烯納米片主要用作鋰電池正極材料和正極材料。隨著環保型電動汽車市場份額和容量的擴大，有望實現大規模的生產(chan) 和應用。osheet增強增韌樹脂基複合材料作為(wei) 結構和功能一體(ti) 化材料，隨著下一代飛機和發動機的發展，在不久的將來，可以形成大規模的生產(chan) 和應用。

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