石墨烯性质与应用.docx

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石墨烯性质与应用

石墨絮是绝缘体还是导体？

2007-03-1809:

11紫月影夭儿|分类：

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提问者采纳2007-03-1809:

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

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2007-03-2023:

50dolphin027|二级

准确说石墨是禁带宽度仅为0.08eV的半导体，表观上具有金属导电性，其根源在于其π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

2007-05-1715:

21shenzhen_he|分类：

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提问者采纳2007-05-1715:

32石墨比热710J/（kg·K）电导率0.061×10-6/（米欧姆）热导率129W/（m·K）石墨的两种晶体结构怎么分辨

2011-08-2316:

45hubin821|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…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2011-08-3008:

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（三方晶系，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。

（官网上查联系方式），一个样品费用100元左右。

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caoyuannust|十四级采纳率82%

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2011-08-2517:

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。

碳有三种同素异形体，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1.55×10-10m，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C—C键的键能大（为347kJ/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3550℃，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个碳原子以σ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π键。

因而这些π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℃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，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（1.0～2.0）×（0.5～1.0）mm，最大4～5mm，片厚0.02～0.05mm。

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。

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石墨烯的结构与性质问题

2010-12-1822:

09zzk314|分类：

工程技术科学|浏览3397次

石墨烯是正六边形的吗?

它的π电子是共轭的吗?

是像石墨一样的共轭的吗?

?

一定要准确,不懂的少装提问者采纳2010-12-1910:

26石墨烯是六边形的，它的π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（relativisticquantumphysics）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。

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（1）|赞同6石墨烯是一种什么物质？

2012-06-0308:

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

2012-06-0308:

37张勇内蒙古伊东|二级

石墨烯是由碳六元环组成的两维（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（carbonnano-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10am/V·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（300K下可达0.3m），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新突破。

石墨烯的合成方法主要有两种：

机械方法和化学方法。

机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法；化学方法是化学还原法与化学解理法。

评论|赞同02012-06-0308:

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”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15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6Ω·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，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（honeycombcrystallattice）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-carbonbond）仅为1.42Å。

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管（ballistictransistor）并且吸引了大批科学家的兴趣。

在2006年3月，佐治亚理工学院研究员宣布,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，并基于此结果，研究出以石墨烯为基材的电路.　　石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。

它是已知材料中最薄的一种，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，必须用量子场论才能描绘。

　　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”（electricchargecarrier），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的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

石墨烯的应用范围广阔。

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，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，就能把石墨片一分为二。

不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。

因此，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2012-12-2618:

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?

2012-05-2708:

45西门吹吹风1|分类：

化学|浏览509次

提问者采纳2012-05-2712:

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5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6Ω·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，电子在其中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。

石墨烯的应用范围广阔。

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，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提问者评价太感谢了，真心有用评论|赞同1

我i国足|来自团队心系数学|五级采纳率40%

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生活常识物理学哲学数学常见软件

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2012-05-3014:

07chocolate02091|二级

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5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6Ω·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。

评论|赞同0查看被隐藏回答2012-08-2318:

54li996166749|二级由碳元素组成评论|赞同0其他类似问石墨棒导热性能怎么样？