廣州福滔微波設(shè)備有限公司——專業(yè)石墨烯膨化設(shè)備

認(rèn)識(shí)石墨烯

石墨烯，一種新型二維碳材料，起步于好奇心驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)研究（2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)），有望促進(jìn)材料、能源和電子信息的協(xié)同發(fā)展。石墨烯，集合優(yōu)異的柔韌性、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)、光電和化學(xué)穩(wěn)定性于一身，具有潛在的廣泛應(yīng)用前景。但是單層本征石墨烯的制備并不容易，規(guī)模化的制備目前只能接近本征石墨烯的形式。石墨烯的實(shí)際應(yīng)用與其制備方法和技術(shù)發(fā)展是密不可分的。目前，盡管國(guó)內(nèi)外有不少企業(yè)從事石墨烯的制備技術(shù)開發(fā)，但是與石墨烯規(guī)模實(shí)質(zhì)應(yīng)用的要求還有不小的距離，一是石墨烯的性價(jià)比不夠高，二是與下游應(yīng)用的技術(shù)銜接與兼容有待研發(fā)。主要特點(diǎn)1、供電電壓：?jiǎn)蜗?20v/50hz2、微波加熱功率：1600w，連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)3、高溫內(nèi)腔：全低介電常數(shù)陶瓷纖維爐腔，既導(dǎo)通微波又具有良好的保溫性。

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石墨烯的獨(dú)特性能

石墨烯獨(dú)特的性能與其電子能帶結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。

以獨(dú)立碳原子為基，將周圍碳原子產(chǎn)生的勢(shì)作為微擾，可以用矩陣的方法計(jì)算出石墨烯的能級(jí)分布。在狄拉克點(diǎn)附近展開，可得能量與波矢呈線性關(guān)系（類似于光子的色散關(guān)系），且在狄拉克點(diǎn)出現(xiàn)奇點(diǎn)。這意味著在費(fèi)米面附近，石墨烯中電子的有效質(zhì)量為零，這也解釋了該材料獨(dú)特的電學(xué)等性質(zhì)。能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換石墨烯因具有極大的比表面積、卓越的導(dǎo)電性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性，且力學(xué)性能優(yōu)異，在鋰離子電池、鋰—硫電池等能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化方面應(yīng)用前景巨大。

石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是i小的氣體分子（氦氣）也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽(yáng)能電池板。作為目前發(fā)現(xiàn)的薄、強(qiáng)度i大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之i王”。但是目前石墨烯應(yīng)用在復(fù)合材料領(lǐng)域的最i大問題是，結(jié)構(gòu)完整的石墨烯表面不含有任何基團(tuán)，表面能較低、呈惰性狀態(tài)，與其他介質(zhì)的相互作用較弱。

石墨烯制備爐

爐襯結(jié)構(gòu) 

連續(xù)生產(chǎn)工藝下制備材料時(shí)，優(yōu)良的熱場(chǎng)是除氣氛外的另一個(gè)必要條件。為使熱場(chǎng)均勻，加熱元件的布置方式非常重要，輻射形成的熱場(chǎng)應(yīng)在確定范圍的不同位置上，其偏差在額定的指標(biāo)內(nèi)。石墨烯燒結(jié)設(shè)備

根據(jù)上述工藝要求，設(shè)計(jì)一種用于材料連續(xù)式制備工藝的輻射式加熱結(jié)構(gòu)：加熱元件在獨(dú)立腔體內(nèi)與合成室隔離，通過流量控制閥調(diào)節(jié)氣體流量，使加熱元件腔體相對(duì)合成室維持微正壓，因此合成室內(nèi)的氣體就很難進(jìn)入加熱元件腔體，從而達(dá)到加熱元件的長(zhǎng)壽命化；同時(shí)，均熱隔離板的存在，使加熱元件與制品之間保持合理距離，避免了局部高溫，有利于合成室的溫度均勻恒定。該結(jié)構(gòu)一方面保證加熱元件較長(zhǎng)的工作壽命；福滔公司經(jīng)營(yíng)管理嚴(yán)格執(zhí)行ISO9001的管理精神，對(duì)采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售、售后等環(huán)節(jié)實(shí)行執(zhí)行流程化管理，不斷完善工作細(xì)節(jié)，做大市場(chǎng)份額。另一方面又能滿足輻射熱的較好傳遞并獲得均勻的熱場(chǎng)。

石墨烯行業(yè)展望

自石墨烯發(fā)現(xiàn)至今，人們對(duì)其的探究主要是石墨烯的制備過程; 對(duì)其應(yīng)用時(shí)，石墨烯自身性質(zhì)無法很好發(fā)揮，且石墨烯導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電機(jī)理的研究尚未有結(jié)論。而石墨烯導(dǎo)電油墨性能主要是由石墨烯自身性質(zhì)所決定，導(dǎo)電油墨通過噴墨打印或者印刷在基材上并經(jīng)過處理，終承擔(dān)導(dǎo)體、導(dǎo)電線路、電阻等各種功能，這就對(duì)油墨導(dǎo)電填料的選擇、油墨配制的方法、印前印后的處理提出了要求。目前，石墨烯導(dǎo)電油墨中較多使用NMP、環(huán)i己酮、松i油i醇、水等強(qiáng)極性的溶劑，不同溶劑、不同方法制備的石墨烯性質(zhì)不同，包覆的穩(wěn)定劑的不同，也在一定程度上影響導(dǎo)電油墨的性能。要想提高油墨導(dǎo)電性及其穩(wěn)定存放的時(shí)間，一是篩選和研發(fā)合適的分散劑使石墨烯能很好的在溶劑中分散，二是石墨烯制備技術(shù)的改進(jìn)，特別是發(fā)展液相剝離法，致力于制備較大尺寸和層數(shù)較少的石墨烯，同時(shí)探究石墨烯導(dǎo)電油墨中各個(gè)原料之間的相容原理，i大程度的發(fā)揮石墨烯高導(dǎo)電的性質(zhì)。石墨烯導(dǎo)電油墨以其優(yōu)異的性能，必將成為導(dǎo)電油墨的重要品種之一，市場(chǎng)前景值得期待。2、微波是熱還原的一種，只有高溫，并沒有經(jīng)過化學(xué)還原對(duì)石墨烯產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞大，所以在電池，添加方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

廣州福滔微波設(shè)備有限公司自成立之初，就確定了依托技術(shù)開拓市場(chǎng)空間的經(jīng)營(yíng)策略，不斷、穩(wěn)步發(fā)展。以“日新盛德，篤志篤行”的企業(yè)精神，以“專業(yè)、品質(zhì)、科技、”的產(chǎn)品理念，以“真誠(chéng)、行動(dòng)、和諧、利他”的核心價(jià)值觀，致力于為客戶提供更好的解決方案。公司擁有先進(jìn)的技術(shù)，強(qiáng)大的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，研發(fā)人員均具有碩士以上的文化程度，始終走在微波技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的前列。公司一貫秉承誠(chéng)信為本、品質(zhì)為先、合作共贏、利益共享的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持以客戶為中心， 誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，始終如一地為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。公司始終堅(jiān)持品質(zhì)為先，建立了完善的質(zhì)量管理體系，強(qiáng)化研發(fā)、生產(chǎn)的過程控制，確保出廠合格產(chǎn)品。歡迎咨詢我司了解：石墨烯制備設(shè)備、微波石墨烯爆裂設(shè)備、石墨烯膨化、石墨烯生產(chǎn)設(shè)備、單層石墨烯生產(chǎn)線等。歡迎聯(lián)系我司了解：微波石墨烯設(shè)備、石墨烯制備設(shè)備、微波石墨烯爆裂設(shè)備、石墨烯膨化、石墨烯生產(chǎn)設(shè)備等。

石墨烯可顯著提升鋰離子電池、超級(jí)電容器等儲(chǔ)能器件的性能

石墨烯作為添加劑或改性劑在提升鋰離子電池性能、縮小電池體積方面潛力巨大。美國(guó)特種化工品生產(chǎn)商卡博特公司2013年就推出石墨烯基導(dǎo)電添加劑，用以提升鋰離子電池的能量密度。美國(guó)原軍i用電池供應(yīng)商A123系統(tǒng)公司亦早已布局研發(fā)石墨烯增強(qiáng)的磷酸鐵鋰電池技術(shù)。美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的采用石墨烯基電極的鋰—氧電池，儲(chǔ)存的能量高達(dá)現(xiàn)有鋰離子電池的5倍。石墨烯的化學(xué)氣相沉積的原理是：將一種含碳的氣態(tài)物質(zhì)在高溫和高真空的環(huán)境下，用氫氣作為還原性氣體，通入到爐內(nèi)，生成石墨烯全部都是沉積的襯底表面。

相比電池，石墨烯在超級(jí)電容器中的應(yīng)用前景更被期待，其較高的比表面積可存儲(chǔ)更多的靜電荷，被認(rèn)為是超級(jí)電容器中活性炭的替代者。另外，石墨烯基超級(jí)電容器還具有更輕、柔性更好、力學(xué)性能更佳的特點(diǎn)。

高分辨率的復(fù)雜石墨烯三維結(jié)構(gòu)

石墨烯是由六邊形晶格組織的單層碳原子，當(dāng)石墨烯片整齊地堆疊在彼此之上并形成三維形狀時(shí)，就變成了石墨。由于石墨材料是簡(jiǎn)單的由石墨烯堆疊在一起的，所以這種材料的機(jī)械性能非常差。但是如果石墨烯片與充滿空氣的孔分離，則三維結(jié)構(gòu)可以保持石墨烯的屬性，這種多孔石墨烯結(jié)構(gòu)稱為石墨烯氣凝膠。以動(dòng)力電池領(lǐng)域?yàn)槔?，石墨烯是具有良好?yīng)用前景的鋰離子電池正負(fù)極材料。

弗吉尼亞理工大學(xué)先進(jìn)制造與超材料實(shí)驗(yàn)室主任Xiaoyu Zheng表示，工程學(xué)院與LLNL的研究人員可以設(shè)計(jì)由相互連接的石墨烯片組成的三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種新的設(shè)計(jì)方式和增材制造的制造自由度，將優(yōu)化石墨烯氣凝膠的強(qiáng)度、導(dǎo)電性、質(zhì)量輸運(yùn)、強(qiáng)度和重量密度。未來，石墨烯的破題方向主要是研發(fā)通過摻雜取代晶格結(jié)構(gòu)中的碳原子、構(gòu)建多維納米結(jié)構(gòu)或形成異質(zhì)結(jié)等方法，克服零禁帶問題，以實(shí)現(xiàn)高的開關(guān)比。

以前，研究人員使用基于材料擠出工藝的3D打印技術(shù)制造三維石墨烯，但這一技術(shù)分辨率有限，這限制了石墨烯材料的自由造型。而新的3D打印方法能夠?qū)⑦@些單層的石墨烯材料設(shè)計(jì)成任何想要的三維結(jié)構(gòu)，并具有高分辨率。

廣州福滔微波設(shè)備有限公司自成立之初，就確定了依托技術(shù)開拓市場(chǎng)空間的經(jīng)營(yíng)策略，不斷、穩(wěn)步發(fā)展。以“日新盛德，篤志篤行”的企業(yè)精神，以“專業(yè)、品質(zhì)、科技、”的產(chǎn)品理念，以“真誠(chéng)、行動(dòng)、和諧、利他”的核心價(jià)值觀，致力于為客戶提供更好的解決方案。公司擁有先進(jìn)的技術(shù)，強(qiáng)大的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，研發(fā)人員均具有碩士以上的文化程度，始終走在微波技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的前列。公司一貫秉承誠(chéng)信為本、品質(zhì)為先、合作共贏、利益共享的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持以客戶為中心， 誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，始終如一地為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。公司始終堅(jiān)持品質(zhì)為先，建立了完善的質(zhì)量管理體系，強(qiáng)化研發(fā)、生產(chǎn)的過程控制，確保出廠合格產(chǎn)品。歡迎咨詢我司了解：石墨烯制備設(shè)備、微波石墨烯爆裂設(shè)備、石墨烯膨化、石墨烯生產(chǎn)設(shè)備、單層石墨烯生產(chǎn)線等。復(fù)雜的控制單元在柴油發(fā)電機(jī)、電動(dòng)馬達(dá)和超級(jí)電容器間調(diào)控能量流。

石墨烯的制備方法比較

氧化還原法。氧化還原法制備的石墨烯是粉末，石墨烯的缺陷較大，但是可以實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)、大規(guī)模的應(yīng)用，并且易于和別的物質(zhì)復(fù)合，易于改性研究。

機(jī)械剝離法。機(jī)械剝離的石墨烯質(zhì)量很高，剝離出來的一般是幾百個(gè)納米、或者微米的石墨烯片層，一般用于石墨烯的性質(zhì)研究，產(chǎn)量非常非常低，轉(zhuǎn)移也很具有挑戰(zhàn)。

液相剝離法。相對(duì)質(zhì)量較高，產(chǎn)量一般，為石墨烯粉末。

低壓化學(xué)氣相沉積法。低壓對(duì)設(shè)備的要求稍微高一些，可制備大面積的石墨烯薄膜，質(zhì)量沒有機(jī)械剝離的高，但與氧化法等制備的石墨烯比較而言質(zhì)量高很多。

石墨烯儲(chǔ)能技術(shù)已在無人裝備中獲得應(yīng)用

2015年6月，美國(guó)海i軍技術(shù)信息諒解備忘錄收錄了關(guān)于海i軍航空應(yīng)用中的納米使能技術(shù)報(bào)告，探討了石墨烯基電容器在無人機(jī)及其電磁彈射系統(tǒng)等裝備中的應(yīng)用潛力，列出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括高功率密度、高能量密度、優(yōu)良的循環(huán)性能、減小體積重量、提高占空比等。另外，石墨烯增強(qiáng)的高能量密度鋰離子電池也可顯著提升無人系統(tǒng)的續(xù)航能力。無人車方面，愛沙尼亞米爾萊姆公司的軍i用無人履帶車輛采用Skeleton公司的石墨烯基超級(jí)電容器組，利用柴油發(fā)電機(jī)為超級(jí)電容器組供電，其電動(dòng)馬達(dá)可持續(xù)工作超過８小時(shí)。復(fù)雜的控制單元在柴油發(fā)電機(jī)、電動(dòng)馬達(dá)和超級(jí)電容器間調(diào)控能量流。而當(dāng)導(dǎo)電填料增加到一定程度的時(shí)候，體系內(nèi)部的導(dǎo)電填料已經(jīng)充分接觸，形成無數(shù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，若再增加導(dǎo)電填料的濃度，對(duì)油墨自身的導(dǎo)電性能并沒有很大的影響，固化后的油墨電導(dǎo)率趨于平緩。石墨烯基超級(jí)電容器能提供10瓦·時(shí)／千克的能量密度，不僅可確保車輛在低至-65°C的寒冷環(huán)境可靠啟動(dòng)，而且滿足上百萬(wàn)次充放電循環(huán)使用，壽命是標(biāo)準(zhǔn)電池的500倍。這種混合動(dòng)力系統(tǒng)使能量消耗降低25%~40%。