石墨烯性质与应用

1、石墨絮是绝缘体还是导体？2007-03-18 09:11 紫月影夭儿 |次| 该问题已经合并到 分类：学习帮助 | 浏览 1906提问者采纳 2007-03-18 09:15有一种称为石墨炸弹的武器在战时被用来破坏敌方的供电设施,这种炸弹不会造成人员伤亡 ,而是在空中爆炸时散布大量极细的石墨絮,这些石墨絮是 导体飘落到供电设备上 ,会造成 短路 , 从而使供电系统瘫 痪评论 (1)|赞同 36音速行 |八级采纳率 39%擅长：青春期学习帮助按默认排序 |按时间排序其他 5 条回答2007-03-20 23:50dolphin027| 二级 准确说石墨是禁带宽度仅为 0.08eV 的半导体，表观

2、上具有金 属导电性，其根源在于其 n电子的迁移率很高，但载流子浓度 (电子浓度 )不大。评论 |赞同 0 查看更多其他回答石墨的 比热容和导热系数是多少2007-05-17 15:21 shenzhen_he | 分类：学习帮助 | 浏览 4880提问者采纳 2007-05-17 15:32石墨比热 710 J/(kg - K)电导率 0.061 X 10-6/(米欧姆)热导率 129 W/(m - K)石墨的两种晶体结构怎么分辨2011-08-23 16:45 hubin821 | 分类：化学 | 浏览 1504 次 石墨存在两种晶体结构：六方形结构和菱形结构，六方形结 构为 ABABAB

3、, 堆积模型、菱形结构为 ABCABCABC , 堆 积模型，如下图所示：（a）为六方形结构，（b）为菱形结构。我手上现在有份天然石墨样品，不知道怎么分辨是什么石 墨，是鳞片石墨还是微晶石墨，或者说里面含多少六方的多 少菱形的提问者采纳 2011-08-30 08:45 只能用 x 射线衍射分析XRD ）才能知道含多少六方（六方晶系）的多少菱形（ 方晶系，菱面体） 。鳞片石墨是指材料的宏观外形，肉眼可 以判断。微晶石墨说的是材料中的石墨以很小的晶粒杂乱无章地排列（晶粒内部规则排列为六方形结构或菱形结构）晶粒的大小同样可以用 x 射线衍射分析测定x 射线衍射仪在一般的省会城市中的比较有名的理工科

4、大学都有，可联系其分析测试中心或材料或化学院、系、所。官网上查联系评论|方式），一个样品费用 100 元左右。提问者评价谢谢 赞同 1caoyuannust |十四级采纳率 82%擅长：物理学化学教育 /科学理工学科按默认排序 |按时间排序其他 1 条回答2011-08-25 17:401257721|四级你应该问的是石墨和金刚石的区别。石墨与金刚石都是碳单 质，且为同素异形体，区别在于原子的排布形式不同。碳有种同素异形体，即金刚石、石墨和无定形碳。无定形碳有 炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等。统称黑碳。这三种同 素异形体的物理性质差别很大。但在氧气里燃烧后的产物都 是二氧化碳。 1.金刚石的

5、晶体结构金刚石是典型的原子晶体，在这种晶体中的基本结构粒子是碳原子。每个碳原子都以sp3 杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，键长为1.55 X10-10 m，键角为109 28，构成正四面体。每个碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空 间构成连续的、坚固的骨架结构。因此，可以把整个晶体看成一个巨大的分子。由于CC 键的键能大 (为 347 kJ/mol) ， 价电子都参与了共价键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以金刚石是自然界中最坚硬的固体，熔点高达3 550 C,并且不导电。 2.石墨的晶体结构石墨晶体是属于混合键型的晶体。石墨中的碳原子用 sp2 杂化轨道与相邻的三

6、个碳原子以b键结合，形成正六角形蜂巢状的平面层状结构，而每个 碳原子还有一个2p轨道，其中有一个 2p电子。这些P轨道又都互相平行，并垂直于碳原子 sp2 杂化轨道构成的平面， 形成了大n键。因而这些n电子可以在整个碳原子平面上活 动，类似金属键的性质。而平面结构的层与层之间则依靠分 子间作用力 （范德华力 ）结合起来，形成石墨晶体 .石墨有金属光泽，在层平面方向有很好的导电性质。由于层间的分子间 作用力弱，因此石墨晶体的层与层之间容易滑动，工业上用石墨作固体润滑剂。3.无定形碳所谓无定形碳是指其内部结构而言。实际上它们的内部结构并不是真正的无定形体，而 是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原

7、子六角形环状平 面形成的层状结构零乱而不规则，晶体形成有缺陷，而且晶 粒微小， 含有少量杂质。 无定形碳包括： 炭黑 木炭 焦炭 活 性炭 骨炭 糖炭无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合， 在约3500 C中加热，使产生的碳蒸气凝聚，可得人造石墨。而跟中子数无关，原子的质子数相同而中子数不同时，叫作 同位数。 自然界中碳元素有三种同位素， 即稳定同位素 12C、 13C 和放射性同位素 14C， 14C 的半衰期为 5730 年， 14C 的 应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代， 即放射性测年法；二是以 14C 标记化合物为示踪剂，探索化 学和生命科学中的微观运动。我是做化学的

8、，希望对你有帮 助。以后不懂的还可以找我。鳞片状石墨 性质：呈鳞片状、薄叶片状晶质的石墨，大小一般为（1.02.0） X （0.51.0）mm ,最大45mm，片厚0.020.05mm。鳞片愈大，经济价值愈高。多呈浸染状、片麻状分布于岩石中。具有明显的定向排列。与层面方向一致。 石墨含量一般为 3 10，最高 20以上，常与古老变质岩 （片岩、片麻岩 ）中石英，长石，透辉石等矿物共生，在火成岩与石灰岩接触带也可见到。鳞片状石墨具层状结构，其润滑性，柔韧性，耐热性和导电性能均比其他石墨好。主要用作制取高纯石墨制品的原料。土状其他类似问| 浏览 3397石墨烯是正六边形的吗 ？它的n电子是共轭的吗

9、?是像石墨样的共轭的吗 ？ 一定要准确 ,不懂的少装提问者采纳石墨 土状石墨又称非晶质石墨或隐品质石墨，这种石墨的 晶体直径一般小于 1 微米，是微晶石墨的集合体，只有在电 子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性也差。品位较高。一般的60 80。少数高达 90以上。矿石可选性较差。 评论 |赞同 0石墨烯的结构与性质问题2010-12-18 22:09 zzk314 | 分类：工程技术科学2010-12-19 10:26石墨烯是六边形的，它的n电子是共轭的，但不像石墨一样共轭的。它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知

10、导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特 殊，必须用相对论量子物理学 (relativistic quantum physics) 才 能描绘。 石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发 现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的 连接非常柔韧， 当施加外部机械力时， 碳原子面就弯曲变形， 从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳 定。 这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石 墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来 原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即 使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。提问者评价谢谢评论 (1)|

11、赞同 6 石墨烯是一种什么物 质？2012-06-03 08:31 似痛心的爱 | 来自手机知道 | 分类： 化学| 浏览 124 次物质种类、用途、定义，是否环保我有更好的答案 按默认排序 |按时间排序3 条回答2012-06-03 08:37 张勇内蒙古伊东石墨烯是由碳六元环组成的两维|二级(2D)周期蜂窝状点阵结构它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的 碳纳米管 (carbon nano-tube, CNT) 或者堆垛成三维 (3D) 的石 墨(graphite),因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种

12、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 1 。 石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。室温下石墨烯具有10 倍于商用硅片的高载流子迁移率 （约10 am N S）,并且受温度和掺杂效应的影响很小，表现出室温亚微米尺度的弹道传输 特性（300 K下可达0.3 m），这是石墨烯作为纳电子器件最突出的优势，使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管 成为可能。石墨烯还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得 学方法。机械方法包括微机械分离法

13、、 取向附生法和加热 SiC新突破。石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化的方法 ； 化学方法是化学还原法与化学解理法。 评论 |赞同 0 2012-06-03 08:32xi10539093| 四级石墨烯（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1。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在 1，直至 2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈-海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯， 而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开 创性实验

14、”为由，共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖 2 。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料 3 ，它几 乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光 4 ；导热系数高达 5300W/m - K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V - s,又比纳米碳管或硅晶体 *高，而电阻率只约10-6 Q cm,比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料 1 。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快， 因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子 元件或晶体管。 由于石墨烯实质上是一种透明、 良好的导体， 也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯另一个特性，

15、是能够在常温下观察到量子霍尔效应。石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2 混成轨域呈蜂巢晶格 (honeycomb crystal lattice) 排列构成 的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的graphite (石墨 ) + -ene(烯类结尾)。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键(carbon-carbon bond)仅为 1.42? 。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新 排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构

16、 使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道 中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管 和富勒烯。 完美的石墨烯是二维的， 它只包括六边形 (等角六边形 ); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。 12 个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管；另外石墨烯还被做成弹道晶体。在管(ballistic transistor)并且吸引了大批科学家的兴趣 2006 年 3 月，佐治亚理工学院研究员

17、宣布 , 他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管，并观测到了量子干涉效应，并 问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的 种，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已 知导体都快。石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，必须用量子基于此结果，研究出以石墨烯为基材的电路石墨烯的石墨烯是一种二维晶体，最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更 准确地，应称为“载荷子” (electric charge carrier) ，的性质和 相对论性的中微子非常相似。人们常见的石墨是由一层层以 蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形

18、成的，石墨的层间作 用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨 片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。 1 发展简史。第一：石墨烯是迄今为止世界上强度最 大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑 料包装袋厚度的薄膜（厚度约 100 纳米），那么它将能承受 大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；第二：石墨烯是世 界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速石墨的 1/300 ，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石 墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超轻型 飞机材料等。根据其优异的导电性

19、，使它在微电子领域也具 有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造 超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的 电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨 烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由于其高传导性、高比表面积，可适用于作为电极材料助剂 石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈杰姆和 克斯特亚诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得 到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石 他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯

20、。这 以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过 5 年的发展，人墨片一分为二。不断地这样操作， 于是薄片越来越薄，最后，们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。此，两人在 2010 年获得诺贝尔物理学奖。石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同 寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性， 它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯 中，电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导体，例 如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞， 传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，目前一般 的电脑芯片以这种方式浪费了 70%-80%的电能， 石

21、墨烯则不 同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同寻常的优 良 特 性 评 论 |赞 同 0 查 看 被 隐 藏 回 答 2012-12-26 18:411079235453|五级 石墨烯硬度大， 导电性能好， 有韧性， 可弯曲评论 |赞同 0 其他类似问题 石墨烯奇异物理性质有哪些2012-05-27 08:45 西门吹吹风 1 | 分类：化学 | 浏览 509 次提问者采纳 2012-05-27 12:59 石墨烯目前是世上最薄却也 是最坚硬的纳米材料， 它几乎是完全透明的， 只吸收 2.3%的光;导热系数高达5300 W/m K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过1500

22、0 cm2/V - s,又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Q - cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子 迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。第一：石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普 通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约 100 纳米），那么它 将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；第二：石 墨烯是世界上导电性最好的材料，电