石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有前所未有的優(yōu)越性能:極高的電荷載流子遷移率[15000cm2/(V?s)][1]、熱傳導(dǎo)性[5300 W/(m?K)][2],以 及非凡的力學(xué)性能[3]。它還 表現(xiàn)出卓越的線性光學(xué)行為,包 括優(yōu)異的光學(xué)透過率(97.3% )和超高的理論表面積(2600 m2/g)[4-6]。同 時(shí),石 墨烯是迄今為止所檢測(cè)過的最堅(jiān)固的材料,結(jié)構(gòu)上,碳原子以六邊形的網(wǎng)格結(jié)合在一起,是 極具彈性的晶體[7-9],具 有很高的本征電子遷移率。
目前,石墨 烯材料可以通過多種化學(xué)和物理方法制備。例如,自上而下的方法,其操作可通過在液體中直接剝落、輔助以表面活性劑來實(shí)現(xiàn);也可通過邊緣功能化來實(shí)現(xiàn);或者在石墨 烯層之間插入一種化學(xué)物質(zhì)來減弱其間的相互作用來實(shí)現(xiàn)。除此之外,還有自底向上的方法,如無底的化學(xué)氣相沉積和溶劑熱加工獲得石墨烯薄片[10]。為了得到較大面積的石墨烯薄膜,化學(xué)組 裝和電化學(xué)沉積是較為成熟的方法。在低溫條件下,化 學(xué)組裝可以較容易地在各種襯底上實(shí)現(xiàn)。同時(shí),石墨烯材料可通過化學(xué)、光熱輻照和聲波 等方法進(jìn)行改性,得到元素?fù)诫s的石墨烯,以及層間距可調(diào)的石墨烯材料。
飛秒激光對(duì)石墨烯材料的制備與加工,由于具 有無污染、非接觸、高精度、高靈活性、無需苛刻的反應(yīng)條件等特點(diǎn),受到了廣泛的關(guān)注[11]。飛秒激光加工石墨烯材料的應(yīng)用研究主要集中于多種環(huán)境下石墨烯基的材料加工及還原,并應(yīng)用于相應(yīng)的石墨烯基的電學(xué)設(shè)備器件[12-13]、光學(xué)設(shè)備器件[14-15]、高強(qiáng)度材料[16]、催化劑[17]、傳感器[18]、柔性機(jī)器人[19-21]、能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)裝置[22-25]等。
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結(jié)束語
石墨烯材料的特殊結(jié)構(gòu)決定了其具有獨(dú)特的性能,并得到了廣泛的關(guān)注和研究。本文介紹了飛秒激光加工石墨烯材料的高精度、無需掩模、無污染等優(yōu)點(diǎn),分別從飛秒激光加工石墨烯薄膜和液相燒蝕石墨烯分散液兩方面進(jìn)行了重點(diǎn)的介紹。同時(shí),飛秒激光加工的石墨烯材料在電子和信息領(lǐng)域,以及集成器件的應(yīng)用中都體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)并廣泛應(yīng)用于光電子器件、傳感器、超級(jí)電容等領(lǐng)域。
2020-10
的挑戰(zhàn)。 而新興的納米制造技術(shù)將突破傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工藝的極限,克服短通道效應(yīng)、寄生電容、互聯(lián)延遲以及功耗過大等問題,使微電子器件向著更小、更快、更冷發(fā)展。石墨烯自 2004 年被發(fā)現(xiàn)以來一直受到全世界研究者們極大的關(guān)注和研究[1-2]。 由于其優(yōu)異的電學(xué)、物理、光學(xué)等性質(zhì),被譽(yù)為… [了解更多]
2020-10
0 引言石墨加工過程中,各類機(jī)床利用高速旋轉(zhuǎn)的刀具對(duì)石墨的外形進(jìn)行加工。 受旋轉(zhuǎn)刀具與工件材料之間剪切力的影響,工件材料將產(chǎn)生大量帶初速度的石墨粉塵。 但我國石墨加工企業(yè)除塵系統(tǒng)相對(duì)落后,使得石墨材料在加工過程中產(chǎn)生的高濃度粉塵不能被迅速的處理掉,導(dǎo)致加工車間粉塵濃度嚴(yán)重超標(biāo),給… [了解更多]
2020-10
1 引言存在易變形、崩碎斷裂和刀具磨損嚴(yán)重等問題,加工表面質(zhì)量難以直接準(zhǔn)確測(cè)量 。表面粗糙度是衡量零件加工產(chǎn)品質(zhì)量的核心指標(biāo),常見的測(cè)量方法有對(duì)試樣表面進(jìn)行光切、樣塊和粗糙度儀等接觸式直接測(cè)量法、非接觸式測(cè)量法以及納米表面粗糙度分析法[2]。直接測(cè)量時(shí)存在接觸工件的探針易磨損、誤… [了解更多]
2020-10
0 引 言石墨材料相對(duì)于銅材料在加工效率、精密微細(xì)零部件加工和自動(dòng)化生產(chǎn)加工中優(yōu)勢(shì)顯著,石墨電極在模具制造中逐漸取代銅電極被廣泛應(yīng)用于電火花成形加工(簡稱EDM)。近年來自動(dòng)化生產(chǎn)以單件、個(gè)性化、零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高精度的特征在模具行業(yè)逐漸推廣。對(duì)精密微細(xì)電極的要求也越來越苛刻,提升… [了解更多]
2020-10
石墨電極經(jīng)錐螺紋相互連接后,才可以進(jìn)入電冶煉爐里進(jìn)行使用。 多年實(shí)踐證實(shí)電爐中的石墨電極斷裂的事故 90%發(fā)生在電極連接部位,所以石墨電極質(zhì)量的重點(diǎn)就是理化指標(biāo)和機(jī)械加工兩項(xiàng)[1]。石墨電極經(jīng)一系列工序處理后合格的毛坯進(jìn)入最后一道工序———機(jī)械加工,除了簡單的外圓加工外,就是加工… [了解更多]