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金相石墨大小分析仪

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W∙m−1∙K−1。高导热石墨烯膜的热导率与工业应用的高质量石墨化聚酰亚胺膜相当,且具有更低成本和更好的厚度可控性。另一方面,石墨烯作为二维导热填料,易于在高分子基体中构建三维导热网络,在热界面材料中具有良好应用前景。通过提高石墨烯在高分子基体中的分散性、构建三维石墨烯导热网络等方法,石墨烯填充的热界面复合材料热导率比聚合物产生数倍提高,并且填料比低于传统导热填料。石墨烯无论作为自支撑导热膜,还是作为热界面材料的导热填料,都将在下一代电子元件散热应用中发挥重要价值。本文综述了石墨烯热导率的测量方法、石墨烯热导率的研究结果以及石墨烯导热的应用。首先介绍石墨烯的三种测量方法:拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后介绍石墨烯热导率的测量结果,包括其热导率的尺寸依赖、厚度依赖以及通过缺陷、晶粒大小等热导率调控方法。随后介绍石墨烯导热的应用,主要包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯导热填料在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的发展进行展望。2 石墨烯热导率的测量方法由于石墨烯的厚度为纳米尺度,商用的测量设备(激光闪光法、平板热源法等)无法准确测量其热导率,需要采用微纳尺度热测量方法。常见的微纳尺度传热测量技术包括拉曼光谱法、悬空热桥法、3𝜔法、时域热反射法等几种。下面将重点介绍适用于石墨烯的热导率测量方法。2.1 拉曼光谱法单层石墨烯热导率是研究者最感兴趣的话题。2008年,Balandin课题组最早用拉曼光谱法测量了单层石墨烯的热导率。单层石墨烯由高定向热解石墨(HOPG)经过机械剥离法得到,悬空于刻有沟槽的SiNx/SiO2基底上,悬空长度为3 μm。测量时,选用拉曼光谱仪中波长为488 nm的激光同时作为热源和探测器,光斑大小为0.5–1 μm。激光对石墨烯产生加热作用导致石墨烯温度升高,而石墨烯拉曼光谱的G峰和2D峰随温度产生线性偏移,从而可以得到石墨烯的升温。利用热量在平面内径向扩散的傅里叶传热方程,可以得到石墨烯的平面方向内热导率。通过这一方法,测得石墨烯热导率测量结果为(5300 ± 480) W∙m−1∙K−1,是已知材料中热导率的最高值。拉曼光谱法第一次实现了单层石墨烯热导率的测量,但是其测量过程中存在较大的误差,导致不同测量结果存在差异:材料热导率由傅里叶传热方程计算得到,其中材料的吸收热量Q和升温ΔT两个参数都难以准确测量。首先,测量过程中采用了石墨块体的光吸收6%作为吸热计算的依据,与单层石墨烯在550 nm的光吸收率2.3%存在较大差异,导致测量结果可能被高估一倍左右。其次,升温ΔT通过石墨烯拉曼光谱G峰和2D峰的红移或反斯托克斯/斯托克斯峰强比计算得到,两者随温度变化率较小,需要较高的升温(ΔT ~ 50 K),导致难以准确测量特定温度下的热导率。基于拉曼光谱法,研究者不断改进测量技术,降低实验误差。在早期测量中由于石墨烯下方的SiNx基底热导率较低,约为5 W∙m−1∙K−1,在传热模型中将SiNx视为热沉存在一定误差。后来,Cai等通过在带孔的SiNx/SiO2薄膜表面蒸镀Au的方式,提高了石墨烯的接触热导,满足了热沉的边界条件,同时用功率计实时测量了石墨烯的吸收功率。同时,由于石墨烯覆盖在SiNx/SiO2薄膜上有孔和无孔的区域,可以分别测量悬空石墨烯和支撑石墨烯的热导率。张兴课题组使用双波长闪光拉曼方法,引入两束脉冲激光,周期性地加热样品并改变加热光与探测光的时间差,这样做可以将加热光和探测光的拉曼信号分开,为准确测量样品温度提供了新思路。在后续的研究中,拉曼光谱法也被应用于h-BN、MoS2、WS2等二维材料热导率的测量。2.2 悬空热桥法悬空热桥法是利用微纳加工方法制备微器件并测量纳米材料一维热输运的常用方法,多用于纳米线、纳米带、纳米管热导率的测量。微器件由两个SiNx薄膜组成,每个SiNx薄膜连接在6个SiNx悬臂上,并且沉积有Pt电极用作温度计,两个薄膜分别作为加热器(Heater)和传感器(Sensor),样品悬空加载薄膜上,电极通电后加热样品,通过电极电阻的变化测量样品的升温,从而计算热导率。Seol等最早将这一方法应用在石墨烯热导率的测量中,石墨烯被制备成宽度为1.5–3.2 μm,长度为9.5–12.5 μm的条带,覆盖在厚度为300 nm的SiO2悬臂上,两端连接在四个Au/Cr电极上作为温度计,测量得到SiO2衬底上的单层石墨烯热导率为600W∙m−1∙K−1。SiO2衬底上石墨烯热导率低于悬空石墨烯热导率及石墨热导率,是因为ZA声子和衬底间存在较强的声子散射。悬空热桥法的挑战在于如何将石墨烯悬空于微器件上,避免转移过程中出现石墨烯脱落、破碎的问题 。Li 课题组通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)保护转移法首先实现了少层石墨烯热导率的测量:首先将机械剥离法得到的少层石墨烯转移到SiO2/Si衬底上,然后旋涂PMMA作为保护层,用KOH溶液刻蚀SiO2并将PMMA/石墨烯转移至悬空热桥微器件上,再利用PMMA作为电子束光刻的掩膜版,通过O2等离子体将石墨烯刻蚀成指定大小的矩形进行测量。Shi课题组利用异丙醇提高了石墨烯的转移效率,测量了悬空双层石墨烯的热导率。Xu等进一步改良了实验工艺,通过“先转移,后制备悬空器件”的方法实现了单层石墨烯热导率的测量:首先将化学气相沉积(CVD)生长的单层石墨烯转移到SiNx衬底上,再利用电子束光刻和O2等离子体将石墨烯刻蚀成长度和宽度已知的条带,然后沉积Cr/Au在石墨烯两端作为电极,最后用KOH溶液刻蚀使其悬空。这一方法的优势在于避免了PMMA造成污染,但是对操作和工艺都提出了很高的要求。悬空热桥法也被应用于h-BN、MoS2、黑磷等二维材料热导率的测量。基于悬空热桥法,李保文课题组进一步发展了电子束自加热法,利用电子束照射样品产生加热,消除通电加热体系中界面热阻造成的误差。2.3 时域热反射法时域热反射法(Time-domain thermoreflectance,TDTR)是一种以飞秒激光为基础的泵浦-探测(pump-probe)技术,由Cahill课题组于2004年基于瞬态热反射方法提出,常用来测量材料的热导率和界面热导。在时域热反射法测量中,一束脉冲飞秒激光被偏振分束镜分为泵浦光和探测光,泵浦光对待测材料进行加热,探测光测量材料表面温度的变化。泵浦光和探测光之间的光程差通过位移台精确控制,并在每一个不同光程差的位置进行采样,得到材料表面温度随时间变化的曲线,这一曲线与材料的热性质有关。通过Feldman多层传热模型进行拟合,得到材料的热导率。实际测量中 通 常 在 材 料 表 面 沉 积 一 层 金 属 作 为 传 热 层(transducer),利用金属反射率(R)随温度(T)的变化关系(dR/dT),通过探测金属反射率的变化检测材料表面温度变化。时域热反射方法的优点在于能够同时测量材料沿c轴和平面方向的热导率,并且能够得到不同平均自由程声子对于热导率的贡献。Zhang等利用这一方法同时测量了石墨烯沿ab平面和c轴方向的热导率,发现石墨烯沿c轴方向的声子平均自由程在常温下可达100–200 nm,远高于分子动力学预测的结果。测量不同厚度的石墨烯(d = 24–410nm)表现出c轴方向热导率随厚度增加而增加的现象,常温下的热导率为0.5–6 W∙m−1∙K−1,并且随着厚度增加而趋近于石墨块体的c轴热导率(8 W∙m−1∙K−1) 。这一现象反映出,在常温下石墨烯c轴方向热导率是由声子-声子散射主导,为探讨石墨烯的传热机理提供了实验支撑。时域热反射方法的局限在于难以测量厚度较小的样品,这是因为当热流在穿透样品后到达基底,需要将基底与样品之间的界面热阻、基底的热导率作为未知数在传热模型中进行拟合,造成误差较大。对于块体石墨,时域热反射方法测量平面方向热导率为1900 ± 100 W∙m−1∙K−1,与Klemens的预测结果一致。对于厚度为194 nm的薄层石墨,测量热导率为1930 ± 1400 W∙m−1∙K−1,误差明显增大。Feser等通过调控光斑尺寸改变传热模型对石墨平面方向传热的敏感度,利用beam offset方法测量了HOPG热导率。Rodin等将频域热反射(FDTR)与beamoffset的方法结合起来,同时准确测量了HOPG的纵向和横向热导率。Chen课题组发展了无传热层(transducer less)的二维材料热导率测量方法,这种方法既可以采取FDTR频域扫描的测量方式,也可以与beam-offset方法结合,提高对平面方向热导率测量的准确度。这些测量方法为薄层材料热导率测量提供了可能的技术路径,即通过对待测样品的物理结构设计(transducerless)和传热模型设计(调控光斑尺寸与测量频率),选择性地增加对平面方向热导率的敏感度,使得即便在样品很薄、热流穿透的情况下,多引入的未知数在传热模型内具有较小的敏感度,从而实现少层/单层石墨烯平面方向热导率的测量。时域热反射法也被应用于黑磷、MoS2、WSe2等二维材料热导率的测量。基于时域热反射方法发展出频域热反射(FDTR)、two-tint、时间分辨磁光克尔效应(TR-MOKE)等测量方法以提高测量准确度。以上主要总结了石墨烯热导率的常用微纳尺度测量技术,包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法,不同方法的主要测量结果汇总于表1。表 1 石墨烯热导率测量主要研究结果值得注意的是,部分悬空热桥法测量的热导率显著偏低,是由于PMMA污染抑制了石墨烯声子散射。当样品厚度在微米尺度时,可通过激光闪光法进行测量,这种方法常用于块体石墨和湿化学方法制备的石墨烯薄膜,对于经过热处理还原和石墨化的石墨烯薄膜,激光闪光法测量热导率在1100–1940 W∙m−1∙K−1,热导率的差别主要来自石墨烯薄膜的制备工艺。受限于篇幅,我们将四种测量方法的示意图及主要原理汇总于图1,关于微纳尺度热测量的详细总结可参考相应综述文章。图 1 常见热测量方法示意图3 石墨烯热导率的研究进展石墨烯的热传导主要由声子贡献。和金刚石类似,石墨烯在平面方向由强化学键C―C键构成,并且由于碳原子较轻,具有极高的声速,从而在平面方向具有和金刚石相当的热导率(~2000W∙m−1∙K−1) 。关于石墨烯热传导的主要声子贡献来源,学界的认知随着研究的更新而发生变化。最早,人们预期石墨烯传热主要由纵向声学支(LA)和横向声学支(TA)贡献,这两支声子的振动平面都是沿石墨的ab平面方向。这样的预期是合理的,因为另一支横向声学支(ZA)声子的振动平面垂直于ab平面,而石墨烯作为单原子层材料,垂直平面的振动困难。而且ZA声子的色散关系是~ω2,在q →0时声速迅速减小为0,因而对石墨烯热导率几乎不产生贡献。后来,Lindsay等7通过对玻尔兹曼方程进行数值求解发现,由于单层石墨烯的二维材料特性,三声子散射中与ZA声子关联的过程受到抑制,这一规则被称为“选择定则(Selection rule)”。基于这一原因,ZA声子散射的相空间减小了60%;同时,考虑到ZA声子的数量较多,ZA声子实际成为了单层石墨烯中热导贡献最大的一支,占比约为70%。随着计算方法的进步,研究者对石墨烯中声子传导的理解逐步加深。Ruan课题组在考虑四声子散射的条件下计算了单层石墨烯的热导率,由于ZA声子数量多,导致由ZA声子参与的四声子散射过程多,通过求解玻尔兹曼输运方程(BTE)发现,ZA声子对于单层石墨烯热导率的贡献实际约为30%。Cao等通过分子动力学计算发现,考虑高阶声子散射时ZA声子对石墨烯热导率的贡献将降低。另外,第一性原理计算表明石墨烯中存在水动力学热输运和第二声现象,以及实验测量和分子动力学计算中发现石墨烯存在的热整流现象,都使得石墨烯的声子输运研究不断更新。下面针对理想的单层石墨烯单晶材料讨论其热导率的依赖关系。3.1 石墨烯热导率的厚度依赖石墨烯作为单原子层材料,表现出不同于石墨块体的声子学特征。很自然地产生一个问题,随着石墨烯的原子层数增加,石墨烯会以何种形式、在何种厚度表现出接近石墨块体的热学性质。前文Lindsay等的工作从计算角度给出了解释,在多层石墨烯和石墨中,三声子散射与原子间力常数的关系不同于单层石墨烯,导致选择定则不再适用,ZA声子的散射变大,热导率下降。这一趋势可以从图2a中明显观察到,当石墨烯的厚度从单原子变为双原子层时,ZA声子贡献的热导率大幅下降,石墨烯整体热导率降低。随着原子层数目增加,热导率持续下降。对于原子层数在5层及以上的石墨烯,其热导率已十分接近石墨块体。这一趋势也与Ghosh等对悬空石墨烯热导率的测量结果一致,在原子层数超过4层之后,石墨烯热导率接近块体石墨(图2c)。而对于放置在基底上的支撑石墨烯和上下均有基底的夹层石墨烯(Encased),热导率随层数变化没有明显规律,这主要是因为ZA声子与基底相互作用,对热导率的贡献低于悬空石墨烯,而ZA声子与基底相互作用的强度随原子层数增加而变化,导致热导率随层数变化表现出不同规律(不变或增大) 。研究石墨烯本征热导率仍需对少层及单层石墨烯热导率进行测量,对样品制备和实验测量都具有很大挑战。图 2 石墨烯热导率的尺寸效应3.2 石墨烯热导率的横向尺寸依赖由傅里叶传热定律,材料热导率,其中Cv为材料体积比热容,v为声子群速度,l为声子平均自由程。对于给定的温度,热容与声速均为定值,因而材料热导率主要由声子平均自由程决定。通常情况下,块体材料在三个维度上的尺寸都远大于声子平均自由程,声子为扩散输运,声子平均自由程主要由声子-声子散射确定,是材料固有的性质,表现出热导率与横向尺寸无关。但是对于石墨烯而言,由于制备待测样品的长度在微米级,与平面内声子平均自由程相当,存在弹道输运现象,表现出石墨烯的热导率与横向尺寸存在依赖关系。石墨烯平面方向声子平均自由程可通过计算得到。Nika等通过第一性原理计算分别对LA和TA声子求得Gruneisen参数,得到石墨烯平面方向声子平均自由程在10 μm左右,即石墨烯尺寸小于10 μm时会表现出明显的热导率随尺寸增加而增加现象(图2b)。后续计算表明,在考虑三声子过程和声子-边界散射角度的情况下,石墨烯热导率在横向尺寸L小于30 μm时遵循log(L)增加的规律,在横向尺寸为30 μm左右时达到最大值,并随横向尺寸增加而下降。检验计算结果需要对不同尺寸的单层石墨烯进行热导率测量,这对实验操作的精细度提出了极高要求。Xu等利用悬空热桥法测量了不同长度(300–9 μm)的单层石墨烯热导率,观察到其热导率随长度增加而单调增加。测量结果与分子动力学预测的热导率随长度以log(L)趋势增加的结果相符,证明了石墨烯作为二维材料的热性质(图2d)。但是作者也没有排除另外两种可能:(1)低频声子随尺寸增加而被激发,对传热贡献较大;(2)石墨烯尺寸增加改变三声子散射的相空间,影响选择定则7。由于石墨烯作为二维材料的特性,以及声子平均自由程较大、热导率较高,仍然需要进一步的理论和实验探究以深入挖掘石墨烯热导率随横向尺寸变化的物理原因。在实际应用的单晶及多晶石墨烯材料中,热导率的影响因素还包括晶粒尺寸、缺陷、同位素、化学修饰等,相关研究及综述已有报道。4 石墨烯导热的应用上一节中介绍了石墨烯具有本征的高热导率,从理论计算和实验测量中均得到了验证。上述实验测量中,研究者往往采用机械剥离法和CVD法制备石墨烯,这两种方法制备的样品具有质量高、可控性强的特点,适用于研究石墨烯的本征性质。但是,由于机械剥离法和CVD法制备石墨烯具有产量低、制备周期长、难以规模化等特点,不适用于石墨烯的宏量制备。相对应地,通过还原氧化石墨烯、电化学剥离等湿化学方法可以大批量制备石墨烯片,石墨烯片通过片层间的化学键作用可形成石墨烯膜、石墨烯纤维、石墨烯宏观体等三维结构,从而可实际应用于导热场景。4.1 高导热石墨烯膜的应用石墨烯薄膜可用作电子元件中的散热器,散热器通常贴合在易发热的电子元件表面,将热源产生的热量均匀分散。散热器通常由高热导率的材料制成,常见散热器有铜片、铝片、石墨片等。其中热导率最高、散热效果最好的是由聚酰亚胺薄膜经石墨化工艺得到的人工石墨导热膜,平面方向热导率可达700~1950 W∙m−1∙K−1, 厚度为10~100 μm,具有良好的导热效果,在过去很长一段时间内都是导热膜的最理想选择。在此背景之下,研究高导热石墨烯膜有两个重要意义,其一,是由于人工石墨膜成本较高,且高质量聚酰亚胺薄膜制备困难,业界希望高导热石墨烯膜能够作为替代方案。其二,是由于电子产品散热需求不断增加,新的散热方案不仅要求导热膜具有较高的热导率,也要求导热膜具有一定厚度,以提高平面方向的导热通量。在人工石墨膜中,由于聚酰亚胺分子取向度的原因,石墨化聚酰亚胺导热膜只有在厚度较小时才具有较高的热导率。而石墨烯导热膜则易于做成厚度较大的导热膜(~100 μm),在新型电子器件热管理系统中具有良好的应用前景。因此,石墨烯导热膜的研究也主要沿着两个方向,其一,是提高石墨烯导热膜的面内方向热导率,以接近或超过人工石墨膜的水平。其二,是提高石墨烯导热膜的厚度,扩大导热通量,同时保持良好的热传导性能。以下将从这两方面分别讨论。4.1.1 提高石墨烯膜热导率的关键技术高导热石墨烯薄膜的常见制备方法是还原氧化石墨烯。首先通过Hummers法得到氧化石墨烯(GO,graphene oxide)分散液,然后通过自然干燥、真空抽滤、电喷雾等方法得到自支撑的氧化石墨烯薄膜,并通过化学还原、热处理等方法得到还原氧化石墨烯(rGO)薄膜,最后通过高温石墨化提高结晶度,得到高导热石墨烯薄膜。影响高导热石墨烯膜热导率最重要的因素是组装成膜的石墨烯片的热导率,主要由氧化石墨烯的还原工艺决定。由于氧化石墨烯分散液的制备通常在强酸条件下进行,破坏石墨烯的平面结构,同时引入了环氧官能团,造成声子散射增加。氧化石墨烯的还原工艺对还原产物的结构、性能影响较大,因而需要选择合适的还原工艺制备石墨烯导热膜。氧化石墨烯膜在1000 ℃热处理后可以除去环氧、羟基、羰基等环氧官能团,但是石墨烯晶格缺陷的修复仍需更高温度。Shen等通过自然蒸干的方式制备了氧化石墨烯薄膜,并通过2000 ℃热处理的方式对氧化石墨烯薄膜进行石墨化,C/O原子比由石墨烯薄膜的2.9提高到石墨化后的73.1,X射线衍射(XRD)图谱上石墨烯薄膜11.1°峰完全消失,26.5°的峰宽缩窄,对应石墨(002)方向上原子层间距为0.33 nm,测量热导率为1100 W∙m−1∙K−1,热导率优于由膨胀石墨制备的石墨导热片。Xin等用电喷雾方法制备大尺寸氧化石墨烯薄膜并在2200 ℃下高温还原,得到热导率为1283 W∙m−1∙K−1的石墨烯导热膜,通过SEM截面图观察发现具有紧密的片层排列结构,且具有较好的柔性。通过拉曼光谱、XPS和XRD表征可以看出,2200 ℃为氧化石墨烯还原的最适宜温度,当还原温度更高时,石墨烯的电导率和热导率提升不再显著(图3)。图 3 高导热石墨烯膜的制备与表征影响高导热石墨烯膜热导率的第二个因素是石墨烯的片层尺寸。前文Xu等的工作表明,单层石墨烯的导热声子平均自由程可达~10 μm量级,选择大尺寸的石墨烯片层有利于减少声子与材料边界的散射,提高热导率。Kumar等用片层大小超过80 μm的石墨片作为原材料,经Hummers法制备得到平均片层大小约30 μm的氧化石墨烯分散液,并通过真空抽滤得到氧化石墨烯薄膜,经过57%的HI处理还原后得到石墨烯膜,测量得到强度达到77 MPa,热导率超过1390 W∙m−1∙K−1。Peng等用平均片层尺寸108 μm的GO制备了氧化石墨烯薄膜,并通过3000 ℃热处理还原,得到热导率高达1940 W∙m−1∙K−1的石墨烯薄膜。除了通过还原氧化石墨烯薄膜,石墨烯膜还可通过石墨烯分散液的方法制备。Teng等利用球磨方法将石墨块体剥离成石墨烯片层,并得到浓度为2.6 mg∙mL−1的石墨烯的N-甲基吡咯烷酮(NMP)分散液。再通过抽滤、烘干、2850℃热处理得到石墨烯薄膜,测量热导率为1529 W∙m−1∙K−1。一般认为,由石墨烯分散液制备石墨烯薄膜的最大优势在于保留了石墨烯的平面结构,使得薄膜具有比较高的本征热导率。这一优势从理论上讲具有合理性,但是仔细分析便可发现并非绝对:由于制备石墨烯分散液往往需要施加强机械力(研磨、球磨等),石墨烯分散液中的片层尺寸通常较小(小于1 μm);而且由于缺少含氧官能团,石墨烯片层间的相互作用较弱,存在着优劣势相互抵消的可能性,所以在实际应用前仍需要经过石墨化过程。我们认为,这一方法的优势在于易规模化、生产效率高。由于不存在片层相互作用,石墨烯分散液抽滤成膜速度较快(~几小时),易于连续抽滤;对比氧化石墨烯抽滤成膜,通常需要几天方可得到几十微米厚度的薄膜。同时,由于制备石墨烯分散液可由机械研磨完成,易于实现规模化、标准化,因而具有良好的工业应用前景。4.1.2 提高石墨烯膜厚度的关键技术制备较厚的石墨烯导热膜也是研究者关心的课题。理论上讲,增加石墨烯膜的厚度只需刮涂较厚的氧化石墨烯薄膜即可。但实际操作中存在如下问题:(1)刮涂厚膜的成膜质量不高。由于氧化石墨烯分散液的浓度较低(低于10% (w)),除氧化石墨烯外其余部分均为水,需要长时间蒸发。氧化石墨烯片层与水分子以氢键相互作用,蒸发时水分子逸出,使得氧化石墨烯片层之间通过氢键形成交联,在表面形成一层“奶皮”状的薄膜。这层薄膜使氧化石墨烯分散液内部的水分蒸发减慢,且导致氧化石墨烯片层取向不一致,降低成膜质量。(2)难以通过一步法得到厚膜。由于氧化石墨烯分散液浓度较低,无论刮涂、旋涂还是喷雾等方法都无法一次制备厚度为~100 μm的氧化石墨烯薄膜。Luo等研究发现,氧化石墨烯薄膜在蒸干成形后仍然可以在去离子水浸润的情况下相互粘接,出现这种现象是因为氧化石墨烯片层在水的作用下通过氢键彼此连接,使得氧化石墨烯薄膜可以像纸一样进行粘贴起来。Zhang等利用类似的方法将制备好的氧化石墨烯薄膜在水中溶胀并逐层粘贴,经过干燥、热压、石墨化、冷压之后,得到厚度为200 μm的超厚石墨烯薄膜,热导率为1224 W∙m−1∙K−1,通过红外摄像机实测散热效果优于铜、铝及薄层石墨烯导热膜(图4)。目前制备百微米厚度高导热石墨烯薄膜的研究相对较少,除了溶胀粘接的方法之外,还可以通过电加热、金属离子键合等方法实现氧化石墨烯薄膜的搭接,有望为制备百微米厚度高导热石墨烯膜提供新思路。石墨烯导热膜的部分研究成果总结于表2中。图 4 百微米厚度石墨烯导热膜的制备、表征与热性能测试表 2 石墨烯导热膜主要研究成果4.2 高导热石墨烯纤维的应用高导热石墨烯纤维是一种新型碳质纤维,通过石墨烯分散液经过湿法纺丝的方法有序组装而成。其主要优势在于同时具备良好的力学、电学和热学性能,并且可以通过湿法纺丝的方法大量制备,易于实现规模化,与纺织工艺结合,可达到千米级的产量。石墨烯纤维与石墨烯薄膜的原材料相似,通常为氧化石墨烯分散液或官能化的石墨烯分散液,因而其热导率的主要影响因素也具有共同之处,石墨烯的片层大小和石墨烯片层间的界面强度有重要作用。值得注意的是,Xin等的研究发现,组装石墨烯纤维时使用两种不同片层大小的石墨烯分散液进行级配具有最好的物理性能。他们将大片层(横向尺寸~23 μm)与小片层(横向尺寸~0.8 μm)的石墨烯分散液混合纺丝,热处理后得到了热导率高达1290 W∙m−1∙K−1的石墨烯纤维,导热性能优于单一组分制备的石墨烯纤维。大片层石墨烯为长平均自由程声子提供了传热空间,小片层石墨烯在大片层石墨烯之间起到键合作用,提高了石墨烯片层之间的界面致密度,从而提升了石墨烯纤维热导率。4.3 石墨烯在热界面材料中的应用石墨烯作为高导热材料,可作为导热填料应用于热界面材料(Thermal interface material,TIM)中。热界面材料是应用于芯片封装中的一种材料,主要作用是填充芯片中的空气间隙,起到给芯片提供力学支撑、电磁屏蔽、辅助散热的作用。传统的热界面材料使用的是填充有陶瓷、金属、碳材料等作为导热填料的树脂基复合材料,利用高分子材料的力学性能提供保护,通过添加导热填料提高散热能力。由于树脂的热导率非常低(小于0.5 W∙m−1∙K−1),并且商用的导热填料热导率也较低(氧化铝热导率~35 W∙m−1∙K−1),整体热界面材料的热导率多为1–10 W∙m−1∙K−1之间。研究者尝试将高导热的石墨烯作为导热填料,提高热界面材料的导热能力。以下重点介绍石墨烯增强树脂基复合材料的热导率的主要影响因素。4.3.1 分散性石墨烯片层作为填料,在基体中的分散性对复合材料的导热性能有至关重要的影响。传统的热界面材料中,导热填料在基体中的分散性良好,填充比例可以高达90% (w),即便导热填料为球形结构,也可以形成完整的导热网络,而导热网络的形成对于复合材料导热性能的提升至关重要。石墨烯作为片层状材料,在树脂基体中必须相互搭接,方可形成有效导热网络。为了实现这一目标,要求石墨烯在树脂基体中具有良好的分散性。常见的制备方法包括基于氧化石墨烯分散液和石墨烯分散液两种工艺路径。对于氧化石墨烯分散液,由于氧化石墨烯中存在大量羟基、羧基等基团,与极性溶剂相溶性较好,可以制备较高浓度的分散液(~30 mg∙mL−1),提高在树脂基体中的填充量。这种方法的主要挑战在于需要对氧化石墨烯进行还原以提高热导率。对于石墨烯分散液,由于保留了石墨烯的平面结构而具有相对较高的高热导率,但是由于官能化程度较低,石墨烯与树脂基体界面为范德华力搭接,存在分散性不佳的问题。提高分散性的一种方法是对石墨烯进行化学键修饰,通过化学反应给石墨烯引入特定基团,使石墨烯与高分子基体形成化学键,提高分散性。Guo等利用NH2-POSS与水合肼与氧化石墨烯共同作用,在氧化石墨烯表面接枝氨基并进行还原,得到化学修饰的石墨烯。将此种化学修饰石墨烯与聚酰亚胺基体混合,得到热导率为1.05 W∙m−1∙K−1的复合材料,固含量为5% (w),比聚酰亚胺热导率高4倍。Zhang等通过硅烷偶联剂ATBN在膨胀石墨表面引入氨基,提高了石墨烯与环氧树脂基体的键合强度,同时增强了环氧树脂固化的力学性能,得到热导率为3.8 W∙m−1∙K−1的石墨烯增强复合材料,比环氧树脂热导率高出19倍。这种方法的主要优势在于形成石墨烯与小分子之间的化学键,提高石墨烯与树脂基体间的界面强度。主要问题在于化学反应过程通常会引入缺陷,使得石墨烯自身的热导率下降。Shen等研究发现化学键改性的效果与石墨烯片层大小有关:当石墨烯片层尺寸小于临界尺寸(通常为微米级)时,化学键改性对热导率提升起主要作用;当石墨烯片层尺寸大于临界尺寸时,热导率主要由石墨烯自身决定。提高分散性的另一种方法是对石墨烯进行非化学键修饰,这种方法主要利用石墨烯与小分子之间形成π−π键共轭,并利用小分子上的其他基团与高分子基体形成相互作用。形成共轭π键并不需要破坏石墨烯的C―C键,从而减少了化学反应过程中缺陷的产生。Teng等利用含芘结构的高分子Py-PGMA对石墨烯在丙酮分散液中进行非化学键修饰,起到“桥梁”的作用:一方面芘结构与石墨烯形成共轭π键,另一方面PGMA中的环氧结构与环氧树脂基体在加热与固化剂作用下进行偶联,提高了石墨烯在环氧树脂基体中的分散度,得到了热导率为1.9 W∙m−1∙K−1的环氧树脂复合材料。另外还可以通过机械方法提高石墨烯与树脂基体间的界面强度,包括使用强力超声方法提高分散度、真空抽滤混合、热压等。总结来看,提高分散度往往意味着在保留石墨烯本征的高热导率与提高石墨烯和高分子基体的界面热导间做出权衡,如何定量分析两个因素对复合材料热导率的影响将是值得研究者关注的问题。4.3.2 三维导热网络石墨烯在树脂基体中形成导热网络是提高热界面材料热导率的重要条件。相比于传统热界面材料中填充球形氧化铝,石墨烯因为其二维材料的特性,比表面积大,更容易形成导热网络,因而在相同填料比的条件下更具优势。由于石墨烯片层具有较大的宽厚比,自发形成三维导热网络并不容易。一种方法是利用模板法通过CVD生长得到三维结构的石墨烯泡沫。这种方法以具有孔结构的材料为模板,通过CVD方法在表面沉积得到石墨烯,再通过刻蚀剂去除模板,得到石墨烯泡沫。Shi课题组及首先测量了CVD法生长的石墨烯泡沫的热导率,发现其热导率为1.7 W∙m−1∙K−1,而石墨烯固含量仅为0.45% (volume fraction,x)。后来,该课题组将石蜡灌封进石墨烯泡沫形成复合材料(图5a–b),测量得到其热导率为3.2 W∙m−1∙K−1,比石蜡自身的热导率提高了18倍,并且石墨烯的填充比仅为1.23 (x)。后续工作中,Kholmanov等在石墨烯泡沫中通过CVD法原位生长碳纳米管,在泡沫孔结构中形成导热网络(图5c–d),将丁四醇灌封后形成导热复合材料,热导率为4.1 W∙m−1∙K−1,比无碳纳米管填充的石墨烯泡沫-丁四醇复合材料热导率提高了1.8倍(图5d–e)。考虑到CVD法制备的石墨烯以少层石墨烯为主,这一方法在建立三维导热结构的最大程度减少了石墨烯的填充比,适用于超轻、超薄的精细结构导热应用。图 5 石墨烯泡沫作为三维导热网络的高导热聚合物基复合材料另一种方法是利用石墨烯片层自组装形成水凝胶,再通过冷冻干燥、冰模板法等方法形成三维的石墨烯宏观结构。水凝胶中石墨烯的含量可低至2.6% (w),其余部分均由水组成,因而由水凝胶形成的石墨烯三维结构可以有效降低石墨烯固含量。Wong课题组利用定向凝固的方法用大尺寸的氧化石墨烯液晶制备了氧化石墨烯三维结构,石墨烯片层受过冷度的影响形成纵向排列为主的定向结构。通过高温还原后灌封环氧树脂,得到复合材料的热导率为2.1W∙m−1∙K−1,比环氧树脂自身热导率提升超过12倍,并且填充比低至0.92% (x)。这种方法实际上是以石墨烯气凝胶为骨架,填充聚合物形成复合材料。其优势在于石墨烯气凝胶的制备工艺与调控手段已经很成熟,且比起CVD方法生长的石墨烯泡沫更易实现规模化制备。不足之处在于需要经过还原反应得到石墨烯,而氧化石墨烯制备过程中的缺陷不易完全修复。石墨烯填充的高导热聚合材料主要工作汇总于表3。表 3 石墨烯填充高导热复合材料主要研究成果从以上工作可以看出,通过气相沉积方法和湿化学方法均可得到三维石墨烯导热宏观结构,浸渍聚合物后可以得到高导热的三维石墨烯网络增强复合材料。其主要优势是用较低的填充量即可形成导热网络,而主要挑战在于石墨烯宏观结构要具有一定的强度,否则在与聚合物复合过程中容易出现碎裂。比起传统的混料过程,制备石墨烯泡沫与石墨烯气凝胶工艺相对复杂,如何实现工业生产中的实际应用仍需在工艺路线上继续创新。5 总结与展望自从单层石墨烯热导率被实验测得以来,石墨烯导热的研究取得了长足的发展。本文总结了石墨烯热导率的测量方法,重点介绍了拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。探讨了石墨烯热导率的影响因素,并介绍了石墨烯在导热器件中的应用。在石墨烯导热研究方兴未艾的同时,我们注意到理论研究、实验测量和实际应用中仍然存在挑战。首先,是石墨烯高导热的声子学解释。2010年Lindsay提出ZA声子是单层石墨烯中热导率贡献最大的声子模,这一理论成功解释了单层石墨烯热导率高于石墨块体。而当考虑四声子散射时,ZA模声子的贡献又低于LA、TA。如何理解单原子层中的ZA声子振动、如何预测高阶声子散射对石墨烯热导的贡献,仍需要深入的理论计算提供支持。其次,是准确测量石墨烯热导率的长度依赖和厚度依赖。随着测量技术进步,拉曼光谱法和悬空热桥法能够准确测量单层石墨烯的热导率。但是如何实现指定厚度石墨烯的转移、如何实现大尺度悬空石墨烯样品的放置,仍具有一定的技术挑战。这一部分研究是最难、最有意义也最令人感兴趣的,预期未来微纳尺度传热测量方法将继续进步,对理论预测的结果进行验证。最后,是石墨烯导热应用的工艺因素。目前,石墨烯导热膜的热学性能和力学性能已经与石墨化聚酰亚胺膜相当,并在特定领域实现了商业应用。而在这一课题中,高导热石墨烯材料的制备与技术工艺密切相关。如何实现石墨烯片层高热导率与石墨烯片层紧密搭接的双目标优化,如何低成本大规模地构建石墨烯三维导热网络,要回答这些问题仍需对石墨烯制备工艺进行深入摸索与不断改良。随着石墨烯导热研究在理论计算和实验测量的不断深入,我们相信,高导热石墨烯材料将在电子器件、能源存储、生物医学、国防军工等领域发挥更大的价值。6 “石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议仪器信息网联合国家石墨烯产品质量监督检验中心、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组,将于2021年5月11日举办 “石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议。邀请业内专家以及厂商技术人员就石墨烯最新应用研究进展、检测技术、检测方法、质量评价体系及标准化等展开探讨,推动我国石墨烯产业健康发展。会议日程报告主题报告人单位绝缘衬底表面石墨烯晶圆生长研究进展王浩敏中国科学院上海微系统与信息技术研究所待定刘峥国家石墨烯产品质量监督检验中心待定谭平恒中国科学院半导体研究所石墨烯导热增强复合材料与热界面材料林正得中国科学院宁波材料技术与工程研究所二维半导体及异质结的生长与光电性能调控肖少庆江南大学石墨烯等低维纳米材料的标准化动态和展望丁荣全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组更多报告邀请中… … 报名方式扫描下方二维码或点击以下链接即可进入报名页面。(会议链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Graphene2021/) 报名参会加入会议交流群,随时掌握会议动态
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    石墨烯,是当前世界上最薄、最轻、最硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料。它的强大能力常常令人咋舌。一块1厘米厚的石墨烯板,能够让一头5吨重的成年大象稳稳站在上面 用石墨烯做的手机电池,一秒内就能把电充满 以石墨烯为材料的平板电脑,可以随意折叠成手机大小放在口袋里。在电子、航天军工、新能源新材料等领域也有着广泛应用。  11月25日,在中科院文献情报中心产业情报研究中心主办的第20期《产业技术情报》发布会上,研究人员详细梳理了石墨烯在超级电容器和生物传感器方面的应用情况,首次将两个发布主题聚焦于同一领域,并基于权威数据库分析,对两者未来的发展趋势作出研判。  石墨烯超级电容器技术:中国处于快速增长期  当今能源及环境问题日趋严重,以新能源电动汽车为代表的绿色交通工具的发展需求越来越大。而解决其制动能量回收系统的问题是产业发展的关键之一,因此产业对兼顾高能量密度与高功率密度的电化学储能器件的需求越来越迫切。与此同时,超级电容器因具备使用寿命长、充电时间短等优点,被赋予较大期待。石墨烯超级电容器主要研究领域包括:用于电极材料的过渡金属氧化物、活化煤以及氮掺杂石墨烯、集电器表面等方面,涉及技术包括氧化石墨烯单体、过度金属氧化物、氮掺杂、煤活化等。  随着2004年英国曼彻斯特大学物理学家发现石墨烯的分离制备方法,石墨烯在超级电容器中的应用也逐渐开始迅速发展,专利年发表数量快速增长,于 2012年达到峰值每年280项。目前相关技术专利平均在每年250项左右。中国的石墨烯超级电容器领域技术的发展2009年起迅猛增长,年申请量迅速超过每年100项,于2012年达到峰值,此后基本保持在每年120项以上,处于快速增长期。  记者发现,在石墨烯超级电容器技术专利权人排名中,前25名专利权人中数量最多的是来自中国的机构(17家)。排名前5位的依次是:海洋王照明科技股份有限公司、中国科学院、韩国三星公司、美国Nanotek仪器公司和浙江大学。  “从产业技术情报发布的内容来看,我们国家在石墨烯领域的论文和专利的数量还是比较可观的,这些数据充分反映了我们国家的科技活力。”清华大学化工系教授骞伟中说。  他介绍,目前石墨烯的主要制造市场和应用市场均在中国,国内的众多机构在该领域进行了专利布局。北京和江苏已分别成为国家石墨烯发展和研发较为集中的地区,未来5年到10年这些地区还将在石墨烯领域进行大力布局。  “从产业化角度来看,目前石墨烯电容器领域技术更多地集中在高校实验室,离产业化还有一段路要走。我们国家应推动高校和企业的衔接,大力推动石墨烯电容器的产业化发展。”骞伟中建议。  石墨烯生物传感器:中国SCI发文量位列第一  石墨烯因其特殊的纳米结构,优良的光学、电学等特性以及良好的生物相容性,迅速成为生物传感器研究中的热点材料,并成功检测多种生物小分子、DNA、酶、蛋白质以及细胞等。  “生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向,已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。但石墨烯生物传感器目前处于实验室阶段,还未实现产业化。”国家纳米科学中心博士研究生史济东说。  据中科院文献情报中心研究人员介绍,石墨烯用于生物传感器领域研究的重点集中在以下两个方面:一是石墨烯电化学生物传感器,包括安倍型传感器、电化学发光型和场效应晶体管型等,涉及酶传感器(用于检测过氧化氢、葡萄糖、抗坏血酸、多巴胺、尿酸等)、免疫传感器(用于检测病毒、细菌、癌症标志物等)、DNA传感器、蛋白质传感器等 二是石墨烯光学生物传感器,包括荧光传感器和基于共振能量转移传感器。  石墨烯用于生物传感器领域的SCI论文发文年代分布呈现出如下特征:2005 年至2009年发文量相对较少,年发文量不超过100篇,主要来自美国和中国,研究进展相对缓慢,处于技术孕育期 随着2010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因在石墨烯材料方面的研究获得诺贝尔物理学奖,全球石墨烯用于生物传感器领域的SCI发文量增长趋势逐渐明显,其中 2015 年SCI发文量突破了2300篇,相关技术进入快速成长阶段。  统计数据显示,全球共有85个国家和地区开展了石墨烯用于生物传感器的相关研究,其中中国、美国、印度等10个国家和地区在石墨烯用于生物传感器领域的SCI发文量占总量的81.61%。其中中国在该研究中占有明显优势,发文量占全部论文的47.76% 位居第2位的是美国,发文量占全部论文的 9.39%。  在高被引论文方面,石墨烯用于生物传感器领域的SCI论文属于ESI高被引论文有345篇,来自35个国家和地区。其中ESI高被引论文主要来自中国(176篇)、美国(86篇)、新加坡(39篇)、韩国(23篇)和印度(15篇)。  值得一提的是,前10位ESI高被引SCI论文中,有6篇发文来自中国福州大学、中科院长春应用化学研究所、清华大学和中科院上海应用物理研究所4家机构,可以看出中国在该技术领域拥有一定的技术优势。
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    经典课程2023 QATM ACADEMYQATM奥德镁金相制样及材料分析检测-春季培训班开课啦!弗尔德旗下品牌QATM作为世界一流的金相制样和硬度测试设备制造商,由行业领先金相品牌德国ATM和高端硬度计品牌奥地利Qness于2020年合并而成。两大品牌在研发金相制样设备和硬度计的过程中与欧洲知名专家学者、各大企业的研发中心、失效分析实验室等一线使用人员有着深入接触,因而在金相制样和硬度测试领域累积了广泛和成熟的经验及知识。QATM的金相制样及材料分析检测系列培训课程已在欧洲成功举办多年,被证明能给参加者带来样品制备领域方面的先进理念、基础技能以及对现代硬度测试技术的良好理解和掌握。该课程引入中国以来,一直仅对重要客户开放,备受推崇和欢迎。我们相信该专业课程能够为您的日常实验室工作带来应用知识和实际操作的有效指导。QATM中国区总部位于上海浦东的600平方展厅及实验室内配置了完备的切/镶/磨等金相制样设备、耗材及硬度计,在理论知识培训的同时您也有充裕的时间进行实践操作,并制备自带试样。所有考评合格的成员将获得有弗尔德颁发的资质证书。本期课程☛ 课程时间:2023年5月24日-26日☛ 授课方式:理论+实操线下培训☛ 课程地点:弗尔德上海总部实验室☛ 课程费用:RMB 5000 / 人(费用不含住宿)☛ 课程结业后颁发金相资质证书为了最佳学习体验,我们对报名学员进行了名额限制,欲购从速,先到先得!★课程安排:☆5月24日 星期三 -理论1:通用金相切割镶嵌取样技巧及不适当操作的影响 -理论2:通用金相制样磨抛取样技巧及不适当操作的影响 -理论3(特邀专家):材料失效分析新诠释及案例分析 -实操1:学员自带样品的取样、制样实操☆5月25日 星期四 -理论4:知识扩展-典型材料的样品制备(有色金属/涂层/EBSD/增材制造/电子材料)及如何针对新材料设计制备方案 -理论5:金相试样的腐蚀及电解抛光基础 -理论6(特邀专家):SEM/EDS, EBSD理论及应用技巧 -实操2:金相制样设备的常规维护☆5月26日 星期五 -理论7:布洛维硬度测试分类以及测试标准 -理论8:热处理基础及常见缺陷 -实操3:学员自带样品的取样、制样实操及现场评判 -理论测试/试卷评析及课程讨论 -结业仪式点击下方链接直接报名:报名QATM奥德镁金相制样及材料分析检测_弗尔德(上海)仪器设备有限公司 (instrument.com.cn)咨询更多课程详情请联系:Vivian Li - QATM品牌经理邮箱:vivian.li@verder.comVivian Qin - 弗尔德市场经理邮箱:vivian.qin@verder.com 关于弗尔德弗尔德(上海)仪器设备有限公司隶属全球技术领先者-弗尔德集团旗下,提供最先进的样品处理与分析设备及解决方案。旗下五大品牌:德国Retsch(莱驰)粉碎、研磨、筛分设备,德国Microtrac MRB(麦奇克莱驰)多功能粒度粒形分析仪,Carbolite&bull Gero(卡博莱特&bull 盖罗)烘箱、高温烘箱、箱式马弗炉、灰化炉、管式马弗炉、气氛马弗炉、真空马弗炉、高温马弗炉及工业定制炉,Eltra(埃尔特)碳/氢/氧/氮/硫元素分析仪,QATM(奥德镁)切割机、镶嵌机、磨抛机、硬度计。服务于全球无数实验室、制造商和科研机构,是客户最忠实的合作伙伴。弗尔德致力于和客户共同进步成长,为客户提供有效可靠的产品、流程和工艺方法,使其能够更安全、更高效、更持久地发展业务。我们希望通过不懈努力,不断推动技术进步,使世界变得更加健康和安全。关注该公众号
  • 石墨烯传感器可让小分子“现形”
    科技日报北京7月12日电 尽管科学家因为石墨烯无与伦比的属性而对其青睐有加,但迄今为止,其实际应用仍然乏善可陈。不过,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)生物纳米系统实验室和西班牙光子科学研究所的科学家们在最新一期的《科学》杂志上宣称,他们利用石墨烯独特的光学和电子学属性,研制出了一种具有超高灵敏度的分子传感器,可以探测蛋白质或药物小分子的详细信息。  在红外吸收光谱学这种标准的探测方法中,光被用来激活分子。不同分子的振动不同,借由这种振动,分子会显示其存在甚至表现自己的“性格”。这些“蛛丝马迹”可在反射光中“读出”。但在探测纳米大小的分子时,这一方法的表现差强人意。因为照射分子的红外光子的波长约为6微米,而目标分子仅几个纳米,很难在反射光中探测到如此微小分子的振动。  于是,石墨烯受命于危难之间。研究合作者丹尼尔罗德里戈解释道,如果让石墨烯拥有合适的几何形状,其就能将光聚焦在表面上的某个特定点上,并“倾听”附着其上的纳米分子的振动。他说:“通过使用电子束轰击并使用氧离子蚀刻,我们在石墨烯表面弄了一些纳米结构。当光到达时,纳米结构内的电子会振荡,产生的‘局域表面等离子体共振’可将光聚集在某个点上,其与目标分子的尺度相当,因此,能探测纳米大小的结构。”  除此之外,这一过程也能揭示组成分子的原子键的属性。研究人员称,当分子振动时,连接不同原子的原子键会产生多种振动,不同振动之间的细微差别可提供与每个键的属性以及整个分子的健康状况有关的信息。为了找出每个原子键发出的“声音”从而确定所有的频率,需要用到石墨烯。在实验中,研究人员对石墨烯施加不同的电压,让其“调谐”到不同的频率,从而能“阅读”其表面上的分子的所有振动情况,而使用目前的传感器无法做到这一点。研究人员海蒂斯奥特格说:“我们让蛋白质附着在石墨烯上,并用这一方法,得到了分子全方位的信息。”  研究人员表示,这种简单的方法表明,石墨烯在探测领域拥有不可思议的潜能,奥特格表示:“尽管我们研究的是生物分子,但这一方法或许也适用于聚合物和其他物质。”
  • 合作发展并济,价值创新共融——北京石墨烯研究院与HORIBA共建前沿技术创新中心
    △ 刘忠范院士出席HORIBA前沿应用开发中心(ASP)的开幕典礼并致辞,同时为战略合作伙伴揭牌2023年4月,北京石墨烯研究院(Beijing Graphene Institute, 简称BGI)与HORIBA前沿应用开发中心(Analytical Solution Plaza, 简称ASP)正式达成战略合作,双方依托BGI的尖端产研技术与HORIBA在分析检测领域的专业优势,合作建立“前沿技术创新中心”(简称创新中心),旨在共同推进石墨烯产业的基础研究与产业化核心技术开发,实现双方在产品解决方案共建、技术革新和市场机会探索方面互利共赢。 △ ASP门廊处悬挂的前沿技术创新中心铭牌 BGI是由北京市政府批准、北京大学牵头建设的新型研发机构,刘忠范院士担任创始院长。截至2023年12月,BGI人员规模超过400人,是一家集新材料研发、生产,及装备制造于一身的石墨烯高新技术企业。正因其独特的“全链路”模式,BGI的多个业务环节都离不开先进的光谱分析检测技术。△ 位于BGI实验室的HORIBA LabRAM HR Evolution拉曼光谱仪(现已升级为 HORIBA LabRAM Odyssey高速高分辨显微共焦拉曼光谱仪)ASP内设有多台先进的光学光谱分析测试仪器,这些仪器为石墨烯研究提供了极大的便利与诸多可能性,如:CN-300离心式纳米粒度分析仪,其对大小颗粒的超高分辨率可以帮助研究人员了解各种碳材料的分散状态;LabRAM Odyssey高速高分辨显微共焦拉曼光谱仪具备超低波数和12寸晶圆检测能力,能满足石墨烯层间堆垛方式及大晶圆的检测需求。而XploRA PLUS高性能全自动拉曼光谱仪联用AFM,则不仅可以获取同区域的化学和物理信息,还可以实现纳米级空间分辨率的Raman/PL检测。在创新中心,双方专家可以深度交流沟通,使BGI强大的研发实力与HORIBA前沿光谱分析技术有机结合,加速创新成果产出。目前,利用显微拉曼光谱技术,BGI与HORIBA已建立了对石墨烯薄膜和单晶石墨烯晶圆系列产品的快速检测方法,为石墨烯的产品质控保驾护航。未来,双方将继续努力,力图打破传统手段对片层样品尺寸分析的局限性,将新一代颗粒分析技术与粉体石墨烯尺寸及层数研究相结合,建立全新的分析解决方案,进一步实现优势技术互补,为我国石墨烯产业发展带来突破性的创新成果。△ ASP中设有多台先进的分析测试仪器,可充分匹配石墨烯相关研究测试需求唯有内外兼修方能制胜有道。在双方内部实现技术联合后,如何面向外部实现市场价值是创新中心的另一探索重任。作为新兴“石墨烯基材料”产业孵化器,BGI提供了面向广大中小企业的“研发代工”平台,针对企业的需求,开展“定制化”研发工作,以解决企业研发力量不足的现实问题。针对在此过程中产生的新需求,HORIBA将予以光学光谱检测技术的支持。同时,通过BGI“研发代工”平台赋予的触点,HORIBA ASP还可以与各中小企业建立联系,探讨潜在的机会点,这样可以为企业在行业内的提前布局、开拓市场及扩大影响力方面打下基础,让未来发展更加清晰、美好,真正实现互利共赢。合作发展并济,价值创新共融。BGI与HORIBA ASP共建前沿技术创新中心,是科技领域内企业强强联合的又一标志。双方将充分发挥各自的优势,不断探索创新合作模式,主动作为,彼此融入,同频共振,为中国成为引领世界的石墨烯新材料研发高地和创新创业基地作出卓越贡献。
  • 金义博公司红外碳硫分析仪远销海外
    近年,无锡市金义博仪器科技有限公司自主研制生产的红外碳硫分析仪现已全面进入非洲地区市场。2011年5月25日,非洲地区的代理商来司对所购的CS-8820型红外碳硫分析仪进行全面验收,并现场参观了金义博红外碳硫分析仪仪器生产车间、光谱仪生产车间,并给予了好评。 无锡市金义博仪器科技有限公司自主研制生产的红外碳硫分析仪现已出口到多个国家,如越南、莫桑比克、土耳其、伊朗、印度等地区,全球销售网络已形成一定的规模,这也符合我司所制定的第二个五年计划之一的全面打开国际市场的初衷。无锡市金义博仪器科技有限公司在国内与国际市场的运作已全面启动。我司操作员在进行现场测试碳硫数据操作员演示中红外车间一角合影留恋(Remy Demayo先生左二,我司董事长叶反修先生左三)参观我司自主研制生产的光谱仪金义博公司高层领导(叶反修董事长左二)与Remy Demayo先生(中)()()()中合影留念 关于金义博 无锡市金义博仪器科技有限公司,是拥有自主知识产权以高速分析仪器研制、开发、制造、市场营销为一体的现代化高科技公司。公司荟萃了众多高科技人才和行业精英,致力于材料检测的发展和应用。专业制造红外碳硫分析仪、光电直读光谱仪、等离子体发射光谱仪、系列高速分析仪器等产品。产品广泛应用于钢铁、冶金、铸造、机械、建筑、大专院校、石油化工、质量监督及进出口商检等领域。 2010年,在母公司无锡市金义博仪器科技有限公司的支持下,全面依托上海材料研究所及江苏省机械设计院,成立了无锡市金义博检测技术有限公司。无锡市金义博检测技术有限公司以检测技术服务为特色的、以材料检测为主体,下设检测中心、培训中心、贸易结算中心。中心拥有直读光谱仪、ICP光谱仪、红外碳硫分析仪、分光光度计、金相显微镜、硬度计、冲击试验机、**材料试验机等设备,能够覆盖钢铁材料中全项检测项目,同时能够对铜铝及其制品进行检测。中心配备化学分析、力学性能、金相检验等多个专业检测室。长期为流程型工业企业及各类中小型企业的生产运行提供最专业、最权威的检测服务。 (一)企业资质1、全面通过ISO9001质量体系认证 (二)专利项目1、高速自动引燃炉的炉头实用新型专利2、高频感应燃烧炉的排灰装置实用新型专利3、光电直读光谱仪激发光源发明专利4、红外碳硫分析仪的光纤传输装置发明专利5、高频炉的排灰盒发明专利6、卡扣式自动清扫装置发明专利7、直线电机控制入射狭缝系统发明专利8、镀锌铵盐溶济槽液分析仪发明专利 (三)荣誉证书1、碳硫分析仪中国政府采购首先品牌2、中国碳硫分析仪十佳名优品牌3、高新技术产业重点推广产品4、江苏省优质产品5、江苏省计量合格确认单位6、无锡市计量工作先进单位7、CS-8800型高频红外碳硫分析仪获高新技术产品认定证书8、TY-9610型光电直读光谱仪获高新技术产品认定证书 (四)挂牌单位1、中国机械工程学会理化检验学会理事单位2、江苏省机械工程学会理事单位3、辽宁省理化学会理事单位4、黑龙江省理化学会理事单位5、国家质量技术监督行业职业技能鉴定中心无锡鉴定站理化实训基地6、无锡机械工程学会江苏省理化人员培训资格鉴定无锡市鉴委会学员实训基地7、常州机械工程学会江苏省理化人员培训资格鉴定常州市鉴委会学员实训基地8、无锡城市职业技术学院校外实习实训基地9、无锡市计量测试协会化学计量专业委员会常务理事单位 (五)专家团队介绍1、沈乐安——高速分析产品奠基人,大校军衔2、田英炎——西安理工大学,教授3、田孔泉——材料检测,高级工程师4、沈雪明——化学分析,高级工程师5、张和根——直读光谱仪,首席专家6、李 兵——材料检测,高级工程师7、庄明福——材料检测,高级工程师8、钱华新——国家职业技能鉴定中心,高级考评员9、弓振杰——材料检测,高级工程师,10、赵成英——理化检测专家,高级工程师 (六)主要活动1、2002年与台商合作成立无锡金博电子电器有限公司2、2004年收购无锡市荣华电子仪器制造有限公司3、2007年8月公司生产的光谱仪下线4、2008年10月成立无锡市金义博仪器科技有限公司5、2010年5月上海材料研究所副所长焉国祥来厂视察6、2010年5月投资成立无锡市金义博检测技术有限公司 (七)主要著作权1、1999年参与编写《高速分析技术及其应用》一书2、2010年主导编写《碳硫分析专论》一书3、2011年主导编写《光电直读光谱仪技术》一书 (八)高等院校和科研院所合作单位1、上海材料研究所 2、江苏机械设计院 3、江南大学4、中国科技大学 5、苏州科技学院 6、西安理工大学7、上海复旦大学 8、上海大学
  • 石墨烯 — 下一场材料革命
    2019年9月20至22日在山西煤炭化学研究所举办了第七届石墨烯青年论坛,石墨烯青年论坛于2013年发起,至今已成功举办六届,分别由浙江大学、哈尔滨工业大学、中国科学技术大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、上海应用技术大学与上海交通大学(合办)、中国科学院兰州化学物理研究所举办。今年由中国科学院山西煤炭化学研究所主办,重点交流最近一年来青年科学家在石墨烯领域的最新研究进展。此届石墨烯青年论坛参会人数百余人,石墨烯青年论坛已发展成为国内石墨烯领域颇具特色和影响力的专业学术会议,弗尔德仪器携旗下有幸参与此次盛会,与该研究领域的优秀中青年科学家共同学习和交流。 参会嘉宾合影留念 在论坛大会上,首先由中科院金属所的成会明院士为大会致辞,并带来“研究中的简单美”—石墨烯研究的几个实例为题的报告,第二个是中科院山西煤化所的房倚天副所长为大会致辞,清华大学深圳研究生院的康飞宇老师为大家做“天然石墨深加工与石墨烯粉体制备技术”为题的报告,与现场石墨烯领域的中青年学者和专家进行了深入交流和经验分享。 小知识石墨烯(Graphene)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,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。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/mK,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/Vs,又比纳米碳管或硅晶体(monocrystalline silicon)高,而电阻率只约10-6 Ωcm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料[5][1]。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,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。 热处理CarboliteGero(卡博莱特盖罗)是弗尔德科学仪器事业部制造实验室和工业马弗炉、烘箱的专业品牌,加热温度范围30-3000℃。在石墨烯行业中,CarboliteGero具有丰富的行业应用经验,是全球知名的热处理炉供应商。卡博莱特?盖罗Carbolite ? Gero高温管式炉HTRH,可在水平位置上操作,最高温度可达1800°C。凭借多种多样的配件,HTRH系列在高温范围内可提供完整的系统解决方案。 研磨粉碎德国RETSCH(莱驰)强大、灵活的行星式球磨仪PM100满足快速将样品研磨至亚微米级的所有要求,并且保证结果具有可重复性。常被用来做高难度样品研磨,从常规的样品处理到胶体研磨和机械合金。行星球磨仪超高的离心力带来极大的粉碎能量,因此所需研磨时间非常短,可将样品研磨到纳米级的细度。 粒度粒形分析Camsizer X2采用了更高分辨率的光学系统,提供更多的分析模块可选。CamsizerX2可选的X-Fall、X-Jet和X-Flow三种模块可让您根据不同的应用和要求进行分析,由于具有足够的进样量也不受其他因素(如折射率)影响,Camsizer X2还能够准确测量到粉体的整体形态信息,比如球形度、对称性等。 元素分析仪德国Eltra(埃尔特)能够对固体样品中C/H/O/N/S元素进行精准分析。新的ELEMENTRAC CS-d是一台可靠,精准,耐用的燃烧法碳硫元素分析仪。红外检测池配置灵活,C,S测量范围宽泛,从ppm级一直到100%。ELEMENTRAC CS-d针对有机和无机样品中C,S的测量,一台仪器整合了两种炉体,即高频感应炉和电阻炉。
  • 灵敏度升十倍 廉价石墨烯传感器问世
    美研制出廉价石墨烯海绵传感器灵敏度是现有最好设备的10倍  据美国《大众科学》网站近日报道,美国伦斯勒理工学院的科学家最新研制出了一款纤巧、便宜且能重复使用的新式传感器,其由石墨烯泡沫制成,性能远超现在市面上的商用气体传感器,而且,在不远的未来,科学家们能在此基础上研制出更优异的炸弹探测器和环境传感器。  新传感器摒弃了阻止传感器应用和发展的诸多限制。最近几年,在操作纳米结构并用其制造性能卓越的探测器以精确追踪空气中的化学物质方面,科学家们已经取得了重大的进步,然而,他们研制出的各式各样的传感器,尽管从理论上而言很好,但却并不实用。  目前传感器的设计都非常复杂,常常依赖单个纳米结构,而且,科学家们需要对这样的结构进行仔细操作以及更加精确的分析。另外,制造出的传感器往往不能重复使用,且必须在特定的温度或压力下才能工作,因此,科学家们一直没有制造出一款可靠、便宜且可以重复使用的手持传感设备。  现在,伦斯勒理工学院的科学家们使用石墨烯泡沫研制出了这种邮票大小的新型传感器。他们将石墨烯,即单层碳原子,种植在泡沫镍结构上,随后移除泡沫镍,留下一个类似泡沫的石墨烯结构,其具有独特的电性,能够用于执行传感任务。  当将其暴露于空气中时,空气中的粒子会被吸收到泡沫表面,而且每个这样的粒子会用不同的方式影响石墨烯泡沫,对其电阻进行微小的改动。让电流通过其中并且测量电阻的变化,就能知道泡沫上依附的是什么粒子。科学家们让大约100毫安的电流通过该泡沫,结果发现,这种石墨烯泡沫能够导致粒子解吸,也就是说,粒子自动从传感器上剥落下来,清除这些粒子,传感器就可以重复使用了。  科学家们对传感器进行了微调,让其来探测氨水(自制爆炸物硝酸氨的关键成分),该石墨烯泡沫传感器在5分钟到10分钟内就设法探测到了这种富有攻击性的粒子,而且效率是现有市面上最好探测器的10倍。科学家们接着用其来探测有毒气体二氧化氮(爆炸物分解的时候也会释放出这种气体),结果表明,其效率也是目前商用传感器的10倍。  石墨烯泡沫非常容易处理且操作简单,而且在室温下也能很好地工作,这都是科学家们非常心仪的特质,该石墨烯泡沫传感器可让科学家们更快制造出更便宜实用的手持传感设备来对大气进行探测。
  • 石墨炉原子吸收法分析高盐样品中的锑元素
    三价锑有毒性,对人体的危害极大,因此对于该成分的测定显得尤为重要。可以通过原子吸收分光光度法对可能含有锑元素的样品进行定量分析。但对于一些高盐且目标元素含量很低的样品,例如尿样,高盐背景会影响检测灵敏度。下面给大家介绍一种使用石墨炉原子吸收分光光度法测定高盐样品的方法:将60μL样品和20μL基体改进剂,共80μL试剂注入石墨管,测定样品中微量锑元素。即使大量注入样品,也可实现高灵敏度、高精度的定量分析。高盐样品中锑元素的条件设置■ 样品制备模拟尿液:参照JIS T 3214 膀胱留置用导尿管*模拟尿液中钠浓度:5.4 g /L*样品:将模拟尿液稀释2倍,并向其中加入锑元素(硝酸5%)■ 基体改进剂配置选择Pd1000 mg/L(硝酸10%)和Pd+Mg 1000 mg/L(硝酸10%)两种基体改进剂进行比较,如下图所示,Pd1000 mg/L(硝酸10%)作为基体改进剂的吸光度更高,因此选择Pd1000 mg/L(硝酸10%)作为基体改进剂。 ■ 加热后注入条件设置什么是加热后注入?对于大进样量的情况,可将石墨管加热至预设温度后再注入样品,这样可抑制样品散开,使样品停滞在石墨管中央,由此提高重现性,增加了进样量。通过优化,加热注入温度设置为80℃。 另外对于大量进样的情况,还可以选择日立DII型双注入技术热解石墨管来进行测试。■灰化、原子化温度设置—温度程序自动生成功能【灰化温度设置】背景吸收现象主要是由尿样中的钠元素(5000 mg/L左右)引起的。灰化温度≤1000℃时,背景吸收值偏高,以至于很难准确测定样品。通过温度程序自动生成功能可得到如下图所示的温度和吸光度关系图,由图可见灰化温度为1300℃时样品吸光度值最高,背景吸光值低,因此灰化温度设置为1300℃。【原子化温度设置】不同的原子化温度,原子吸收信号强度也不相同。通过温度程序自动生成功能可获得最佳原子化温度,如下图可见,原子化温度≤2500℃时,信号强度较弱。最终原子化温度设置为2800℃。分析高盐样品中的锑元素按JIS T 3214 膀胱留置用导尿管说明,配置模拟尿液样品。标准液是将关东化学社配置的原子吸光用标准液使用0.1%的硝酸稀释而成。■ 测定条件■ 测定结果上述是模拟尿样测定的结果:线性良好,回收率为97.3%,结果准确可靠。使用日立偏振塞曼原子吸收分光光度计ZA3000系列进行高盐度样品分析时,先加热石墨管再注入样品,不仅可以增加进样量(最多可注100μL),而且分析灵敏度高;配合日立原吸软件的温度程序自动生成功能,可方便快速地对干燥、灰化、原子化温度进行优化,得到最优的温度程序。
  • 美国EE 全自动石墨消解仪 即将惊艳亮相“慕尼黑上海分析生化展”
    美国EE 全自动石墨消解仪 即将惊艳亮相&ldquo 慕尼黑上海分析生化展&rdquo 2010年9月15日,上海浦东新国际博览中心即将迎来两年一次的&ldquo 慕尼黑上海分析生化展&rdquo 。此次分析生化展,德祥科技有限公司非常荣幸的邀请到了环境分析检测及样品前处理领域的行业领军企业-美国Environment Express公司(简称美国EE公司)的技术专家亲临展会现场,为大家带来石墨消解领域的新型产品-全自动无机样品前处理工作站。 美国EE公司是处于*地位的样品前处理仪器及耗材制造商,为遍布世界各地的无机化学实验室提供样品前处理仪器、耗材和标准参考物质等产品,研发生产了一系列广泛应用于无机样品前处理端的设备。 同时,为了满足用户在无机样品前处理设备端不断提出的更高要求,提高样品前处理工作效率,EE公司成功研发出AutoBlock全自动无机样品前处理工作站。该系统可全面解决无机样品前处理过程中的传统难题,全自动化设计可实现自动升温、自动加酸等操作,大大提高了样品消解操作的安全性及工作效率;并可以通过系统控制,同时运行三种消解程序,每个程序可一次性处理18个样品,能够满足实验室多种样品同时处理的需求。 EE全自动石墨消解仪自2009年底登陆中国市场以来,获得了极大的关注及好评,山东省某重点实验室在进行了严格的考察及试用之后于2010年初进行了采购,也揭开了EE Autoblock在中国市场推广的华丽序幕。 此次慕尼黑上海分析生化展,我们将会展出EE autoblock样机以及一系列样品前处理设备,届时将有厂家的技术专家以及德祥的产品支持专员同时在现场为大家进行演示讲解,确保让大家深入认识到全自动石墨消解仪的市场前景及技术优势,深入了解EE各类石墨消解仪的操作方法及技术特点,相信一定会让您体验到样品前处理过程中前所未有的轻松与便捷,也会为您的无机样品前处理实验带来质的飞跃!真诚期待您的光临!EE 全自动石墨消解仪在客户处实拍图: 德祥的展位号:W1 1422 更多产品详情,敬请垂询: 客服热线:4008 822 822 邮箱:info@tegent.com.cn 网址:www.tegent.com.cn
  • 弗尔德仪器参加2016常州石墨烯终端应用大会
    基于石墨烯应用的广泛性与神奇效果,现在越来越多的国家将发展石墨烯产业作为国家战略,我国也不例外。为推动石墨烯产业化发展,我国陆续出台了多项利好政策:2016年两会上,国务院总理李克强向大会作政府工作报告,报告中有多处与新材料行业直接或间接的表述。在本届两会关于石墨烯的提案议案中,代表委员都聚焦在石墨烯的标准制定、产业快速健康发展和产业应用等方面。 6月29-30日在常州举办了2016常州石墨烯终端应用大会,弗尔德仪器参与了此次盛会,并为各位参展观众及老师带来了石墨烯行业的样品制备和检测的先进仪器。此次大会专研于动力锂电池与超级电容器的技术,聚焦研发、生产、政策、市场与投资等热门话题,着眼于涂料、橡胶、润滑材料、高分子、等复合材料,探讨下游应用、规模产业化等问题,召开石墨烯储能技术专场、石墨烯复合材料应用专场。 Emax是全新设计的高能球磨仪:2000转/分的高速设计在球磨仪中无可匹敌,相应的研磨罐设计保证了能量有效输出。在冲击力、摩擦力和循环往复运动的协同作用下,超精细研磨时间大大缩短。由于创新高效的水冷系统散热快速,长时间的高速研磨也不用担心样品温度过热。 ELTRA的CHS-580是一台理想的同时测定有机样品的碳、氢和硫分析仪。即使样品高达500mg或以上,甚至非均匀材料都能够进行可靠地分析。水平电阻炉和陶瓷管最高工作可达1550℃,1℃可调。分析仪可以根据用户的要求配备四个独立红外检测池,对大多数有机样品都适用。 Carbolitegero(卡博莱特盖罗)紧凑型管式炉EST最高工作温度1200° C,加热元件是嵌入炉体绝缘层的,使用非常灵活。一台炉子使用工作管适配器,可以使用各种直径的工作管。该炉可水平或垂直,一体式或分离式操作。高品质的真空隔热的加热元件确保快速升温,优良的温度均匀性和短暂冷却时间。炉膛可开合,适用于各种工作管或固定于试验台的大型工件。 弗尔德(上海)仪器设备有限公司(Verder Shanghai Instruments and Equipment Co., Ltd.)其前身是弗尔德莱驰(上海)贸易有限公司,是弗尔德集团在华设立的全资子公司,总部位于上海,在北京、广州、武汉等地设有办事处及实验室。全面负责德国Retsch(莱驰)粉碎、研磨、筛分设备,德国Retsch Technology(莱驰科技)多功能粒度粒形分析仪,Carbolite?Gero(卡博莱特?盖罗)烘箱、高温烘箱、箱式马弗炉、灰化炉、管式马弗炉、气氛马弗炉、真空马弗炉、高温马弗炉及工业定制炉,Eltra(埃尔特)碳/氢/氧/氮/硫元素分析仪在中国的市场销售、推广和技术服务。
  • 期待新国标,康塔仪器赞助石墨烯创新大会
    2016年9月22日-24日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟和青岛国家高新技术产业开发区将在青岛国际会展中心联合举办“2016中国国际石墨烯创新大会”。美国康塔仪器公司展位号12,展会期间,我们将举行“微信摇一摇,红包天天送”活动,以欢迎每一位莅临康塔展台的朋友。8月12日,我国首项石墨烯国家标准《石墨烯材料的术语、定义及代号》在常州预审,主要规定了石墨烯材料领域的核心术语及相关术语,列举了石墨烯材料常见制备方法、检测方法以及石墨烯材料产品代号,适用于石墨烯材料的生产、应用、检验、流通、科研等领域。康塔仪器的比表面测定仪和振实密度仪等产品,广泛应用于英国曼彻斯特大学、国家石墨烯产品质量监督检验中心、第六元素等全球顶级石墨烯科研、检测及生产重点单位。 Autosorb-iQ物理化学吸附分析仪-多种配置选择可扩展测量能力,即超低比表面,微孔和化学吸附测量。基本型autosorb-iq可升级 -精确的微孔分析能力,极限高真空达10-10 mmhg -最完全数据分析方法,包括nldft,qsdft和gcmc孔分布模型 -精细的压力传感器,可分辨2.5x10-7mmhg的压力变化 -独特的串联系统确保分析条件下的真空脱气 -自动液位传感器控制冷阱自动升降,确保样品在冷阱中的深度及环境始终如一 -样品管及p0各自独立的压力传感器提高了小体积样品室的压力分辨能力 -90小时杜瓦瓶 NOVAtouch全自动比表面积及孔径分析仪全自动比表面积和孔径分析仪novatouchtm 系列是康塔仪器nova系列的最新一代气体吸附仪,更快速高效、稳定可靠。novatouchtm比表面仪共有八个型号,完全自动化,可以充分满足科研或质量控制实验室的需求,具备如下创新功能: 全自动多点bet,分析时间低至8分钟,包括实时检测和记录等温线和进行bet计算 无氦专利技术no void analysis(nova)分析模式 novatouch 4/lx4可同时分析四个样品,提高了分析效率 样品分析时,可同时使用流动法制备四个样品,同时进行四个样品的脱气 样品分析时,可随时进行脱气的开始/结束设置 包括经典氦气死体积测量模式,无需样品管校准 专有的p0站和压力传感器具备更高的分析分辨率和更快的分析速度 程序控温真空脱气 仪器操作者既可以用本机控制(彩色触屏),也可以远程操作 各种规格样品管可选,满足不同样品分析需求 内置脱气站和紧凑型台式设计,节省更多实验室空间 旋转保护门增强了隔离性,紧密性和安全性 充分吸附平衡技术:通过选择压力公差,平衡时间和相对压力(p/p0)点来实现 美国康塔仪器美国康塔仪器(quantachrome instruments)被公认为是对样品权威分析的优秀供应商,它可为实验室提供全套装备及完美的粉末技术,及极佳的性能价格比。康塔公司不仅通过了iso9001及欧洲ce认证,也取得了美国fda iq/oq认证。作为开发粉体及多孔材料特性仪器的世界领导者,美国康塔仪器产品涵盖比表面、物理吸附、化学吸附、高压吸附、蒸汽吸附、竞争性气体吸附、真密度、堆密度、开/闭孔率、粒度粒形、zeta电位、孔隙率、压汞仪、大孔分析、微孔分析、滤器分析等诸多领域。 康塔仪器不仅受到科学界的青睐,装备了哈佛、耶鲁、清华等世界各个著名大学,而且已经向全世界的工业实验室发展,以满足那里开发和改进新产品的研究与工艺需求。工厂中也依靠康塔仪器的颗粒特性技术更精确地鉴别多孔材料,控制质量,或高效率查找生产中问题的根源通过颗粒技术使产品上一个台阶,在当今工业界已成为一个不争的事实。 康塔克默仪器贸易(上海)有限公司作为美国康塔仪器公司在中国的全资子公司。集市场开发、仪器销售、备件供应、售后服务和应用支持于一体,它拥有国际水准的标准功能、形象和硬件配套设施,包括上海和北京的应用实验室和应用支持专家队伍。康塔克默仪器贸易(上海)有限公司使美国康塔仪器几千家中国用户同步享受国际品质的产品和服务,将掀开美国康塔仪器公司在中国及亚太地区的全新篇章!
  • 划出石墨烯的“及格线”,我国独立完成石墨烯重要国际标准发布
    日前,由中科院山西煤炭化学研究所(简称山西煤化所)独立提出并完成、历时4年修改完善的燃烧法测量石墨烯基材料灰分含量国际标准,经中国、加拿大、韩国、德国等多国科学家审核后正式发布。  该方法完善了石墨烯基材料测试标准体系,显著提高了石墨烯基材料灰分测试效率和分析结果的准确性,得到国内外科学家和产、学、研、检、用单位的高度认可。它是山西煤化所709课题组主持的第二项石墨烯领域国际标准。  合格石墨烯有了新标准  “我们提供了石墨烯材料生产全流程的灰分含量质量监控方法,解决了行业上下游的痛点。”山西煤化所709课题组长陈成猛、成员黄显虹介绍了该标准出台的幕后故事。  近年来,石墨烯材料的应用场景逐渐增多,但杂质过多影响石墨烯产品品质乃至石墨烯复合材料性能,因此必须将材料灰分含量严格限制在一定范围内。石墨烯材料的灰分测量并无经验可借鉴,很多生产、使用石墨烯的企业对于灰分指标“束手无策”。这对全行业来说都是一项空白。  “经过数年研究,我们认为杂质含量需要控制在0.1%以内。高于这个标准线的石墨烯产品便不合格,会影响下游石墨烯复合材料的制备和应用。”黄显虹表示,“目前,石墨烯行业实际上缺少很多关键性的控制和测试标准,灰分含量只是其中很小一部分,其测试方法标准化也仅仅开了个头。”  2017年,709课题组向国际电工委员会提出了“石墨烯基材料-灰分含量:燃烧法”国际标准提案,向全世界行业专家征求意见,最终在2021年7月正式立项。该标准提案由黄显虹和陈成猛担任项目组组长。项目组利用4年时间打磨出一套低成本、高效率灰分测量解决方案。2022年11月4日,国际标准IEC/TS 62607-6-22(纳米制造-关键控制特性-第6-22部分:石墨烯基材料-灰分含量:燃烧法)正式发布。  “我们每年向国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会成员国科学家汇报两次进展。由于前期工作基础夯实,该标准提案自立项起一年半时间就正式发布,通过速度比大部分国际标准快很多。”黄显虹介绍。  陈成猛表示,石墨烯领域国际标准的出台,将给各个国家出台自己的标准提供一个重要参照,最终很有可能被采纳为国家标准、行业标准。这对于加快壮大新生的石墨烯产业非常重要。  实非不愿,而是不会  从天然石墨到石墨烯材料的过程,就是通过各种手段将石墨薄片的厚度减小为几个石墨烯片层的过程。此时,材料的很多重要性质发生了改变。同时,很多产品受到生产过程中所用化学品的污染。这种“污染”与石墨烯的生产工艺密不可分。  “无论是企业还是研究机构,无法测量石墨烯中的灰分实非不愿,而是缺少方法指导正确测试。石墨烯基材料存在的低密度、强静电、热膨胀效应让测量难以进行。”黄显虹表示。  科学家在石墨烯片层之间引入的官能团刻蚀、破坏了片层的表面和边缘,扩大了片层之间的距离,而且这些片层的表面和层中间夹杂了很多阴阳离子杂质。利用热还原法制备石墨烯材料产生热膨胀效应,这是测量氧化石墨和氧化石墨烯灰分的最大难点。再加上石墨烯材料(还原氧化石墨烯)本身存在强静电且堆积密度极低,四处飞溅,严重影响测量准确性。  科研机构常使用离子体质谱分析仪测试材料中的杂质,但价格昂贵、分析流程长,另外取样代表性不足。因此,709课题组推荐使用更常见且价格更低廉的马弗炉,并开发了一种可靠的检测方法,可以承载更大质量的样本。燃烧法测量石墨烯基材料灰分含量具备了在全行业推广的条件。  控制石墨烯“炸裂”  为了掌控每一步生产过程,石墨烯各类中间品和最终产品都有必要随时监控杂质含量。“剥离”石墨烯片层的过程更像是“炸裂”的过程。  709课题组基于对石墨烯制备技术的深刻理解和对马弗炉热膨胀现象的观测,针对取样、容器选择、称重方法和升温程序等环节,测试了上百次,提出了一系列解决方案。  “关键就在一瞬间。我们最终把热膨胀效应变为‘延迟播放’,避开了氧化石墨烯‘炸裂’,使整个过程准确可控。”2019年夏天,黄显虹重复观察、捕捉不同氧含量的氧化石墨材料发生热膨胀效应的瞬间景象,实验总时长达到5000小时。  “经过4年打磨,我们逐渐完善了一整套检测办法。在国际标准项目立项之前独自探索,在测试方法初具雏形后,我们向10家国内产学研机构发出比对试验邀请,得到了理想的数据。灰分测量的解决方案诞生了。”黄显虹介绍道。  2020年,课题组完成了含氧官能团定量表征及Boehm滴定方法国际标准制定,2022年完成了燃烧法测量石墨烯基材料灰分含量的相关国际标准。陈成猛表示,这项国际标准完善了石墨烯基材料测试标准体系,使产学研机构有了测试分析工具,为规范和促进石墨烯行业健康有序发展提供了技术支撑。与此同时,石墨烯领域研究还需要厘清分歧、达成共识,国家标准制定工作任重道远。
  • 国产好仪器:禾工水分仪再次在石墨烯名企投入使用
    江苏常州第六元素材料科技股份有限公司是专业从事粉体石墨烯研发生产的国家级高新技术企业。 因石墨烯在生产中需要一款水分含量检测的分析仪器,客户通过线上对我们公司的初步了解,随后又与禾工销售部进一步沟通之后,决定先把样品寄到我司先进行水分检测,来验证禾工AKF-1卡尔费休容量法水分测定仪是否符合石墨烯水分含量检测标准。(我司将为首次申请做水分含量测试的客户,免费测样两个样品,并承诺在7天内提供检测服务报告) 经过禾工专业分析仪器应用工程师两次测样的情况下,已经完全可以证明采用AKF-1水分测定仪能有效检测出其中的含水量,测样结果非常满意,其仪器检测快速、简便、准确,得到客户的认可。 近日,第六元素材料科技股份有限公司是正式与我司开展合作。随后禾工技术工程师来到客户公司,再一次对仪器的安装、操作使用、日常维护进行详细的讲解、培训、售后工作。
  • 石墨烯研究新成果 杀手锏级高端应用可期!
    p style="text-indent: 2em "复旦大学物理学系教授吴施伟课题组实现石墨烯中三阶非线性效应的电学调控并揭示其机理。他们的研究成果《石墨烯中无质量狄拉克费米子三阶非线性光学响应的电学调控》于伦敦时间5月21日在线发表于《自然· 光子学》。复旦物理学系教授刘韡韬为本文的合作通讯作者,课题组博士生江涛、黄迪为本文的共同第一作者。/pp style="text-indent: 2em "石墨烯是仅由单个碳原子层组成的蜂窝状材料。由于其独特的晶格与能带结构,石墨烯中的载流子没有静止质量,运动速度大小固定,只能改变方向。它们的行为遵从狄拉克相对论性量子力学方程,故此也称为无质量狄拉克费米子。自发现以来,石墨烯的特殊性质、及其引发的许多新奇有趣的现象一直是前沿科学研究的焦点,石墨烯的非线性效应是其中的重要一环。此前,科学界已注意到石墨烯强烈的三阶非线性效应,这使石墨烯在微纳光子学、激光产业、光通信、量子信息与计算、生物成像等领域具有巨大的应用潜力。然而,过去的实验报道对石墨烯三阶非线性系数无法形成统一的观点,不同实验结果甚至有着高达6个数量级的差异。/pp style="text-indent: 2em "吴施伟等意识到,石墨烯中的三阶非线性响应是由多个量子共振跃迁通道协同竞争形成的整体效应,提出了采用离子凝胶技术制备石墨烯场效应晶体管器件,通过大范围调控石墨烯中的载流子密度和化学势来逐一控制相关量子共振跃迁通道的研究方法。研究人员发现,石墨烯中的化学势会强烈地影响其三阶非线性光学响应,而且不同的三阶非线性效应对化学势的依赖关系完全不同。对于加法类型的三阶非线性效应,如三次谐波和加法型四波混频,当调高化学势关断单光子、双光子共振通道后,三阶非线性效应反而会极大地增强;与此相反,对于减法类型的三阶非线性效应,如减法型四波混频和光学科尔效应,同样对单光子、双光子通道的关断反而会使得三阶非线性效应的强度出现剧烈下降,对石墨烯非线性光学系数的微观量子理论计算进一步支持了上述结论。吴施伟解释道:“这种不同量子共振跃迁通道之间的干涉效应,类似于家喻户晓的《三个和尚》的故事。/pp style="text-indent: 2em "在石墨烯低掺杂的情形下,‘石墨烯加法三阶非线性效应’这座庙里,有相互拆台的三个和尚A、B和C,三个人不仅不合作挑水,反而还相互推脱偷懒,结果都没水喝(三阶非线性效应很弱);直到有一天,和尚A外出云游了(调高掺杂浓度),三个和尚之间的僵持被打破了,剩下来的两个和尚尽管还是相互不服气,但是和尚C能说会道,说服了和尚B一块挑水喝(三阶非线性效应增强);后来和尚B也外出云游了(进一步调高掺杂浓度),和尚C乐得清静,自己一个人担水自己喝(三阶非线性效应进一步增强)。有趣的是,在‘石墨烯减法三阶非线性效应’这座庙里的三个和尚D、E和F却完全是另一种情况,这三人感情很好,都争着去担水,因此完全不愁水喝(三阶非线性效应很强),但是后来和尚D和E陆续下山化缘了(调高掺杂浓度),因此担水能力反而下降了(三阶非线性效应减弱)。概括地说,石墨烯三阶非线性效应的量子共振跃迁通道之间存在竞争/合作的机制,随着调节化学势,主导竞争与合作的力量会此消彼长,从而最终导致了研究成果中观察到的有趣现象。”/pp style="text-indent: 2em "研究团队揭示了跃迁通道间的干涉效应在石墨烯非线性光学效应中的主导作用,澄清了之前国际上不同课题组在三阶非线性光学系数上分歧的来源,并且指出了通过化学势来大范围调控石墨烯非线性光学效应的途径。与此同时,本研究工作制备出了国际上首个基于石墨烯三阶非线性光学效应的电光器件,电学的调控比可达几个数量级。鉴于近年来石墨烯在大面积低成本生长制备方面的重大突破,这一电光调控机制有望为石墨烯产业提供一种杀手锏级别的高端应用。/p
  • 贵州省特种设备检验检测院384.00万元采购红外热成像仪,氧分析仪,金相显微镜,光电直读光谱,超声波...
    详细信息 2023年检验检测设备集中采购项目 贵州省-贵阳市-白云区 状态:公告 更新时间: 2023-10-01 2023年检验检测设备集中采购项目 发布时间:2023-09-28 招标公告 项目概况 2023年检验检测设备集中采购项目的潜在投标供应商应在贵州省公共资源交易中心网上(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/)获取招标文件,并于2023年10月20日11点00分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 1.项目编号:GZTM-2023-116 2.项目名称:2023年检验检测设备集中采购项目 3.预算金额:¥3,840,000.00元(A包:1,420,000.00元,B包:2,420,000.00元) 4.最高限价:¥3,840,000.00元(A包:1,420,000.00元,B包:2,420,000.00元) 5.采购需求: 包号 名称 采购内容 产地 数量(台/套) A包 2023年检验检测设备集中采购项目A包 制动下滑量测试仪 国产 2 静电阻测量仪 进口 2 漏电流测试仪 国产 3 金属热电直读光谱仪 进口核心产品 1 实验室金相制备系统 国产 1 恒磁小一体磁轭磁探仪 国产 4 恒磁小一体旋转探伤仪 国产 6 自动数显硬度计(台式) 国产 1 电梯安全回路检测仪 国产 1 多功能电梯测量仪 国产 15 限速器测试仪 国产 6 B包 2023年检验检测设备集中采购项目B包 红外成像仪 进口 1 超声残余应力检测仪 国产核心产品 1 涡流检测仪 国产核心产品 1 高温超声波测厚仪 进口 2 全数字智能超声波探伤仪 国产 6 激光测距仪 国产 6 倒置科研级金相显微系统 进口核心产品 1 便携式多功能硬度计 国产 5 便携式溶解氧分析仪 国产 1 超声波测厚仪 国产 10 铸铁超声波测厚仪 国产 1 双回路抽气式温湿度直读仪 国产 1 6.交货期: (1)国产产品:合同签订后30个日历日全部交付完毕,并通过采购人验收。 (2)进口产品:合同签订后70个日历日全部交付完毕,并通过采购人验收。 二、申请人的资格要求: 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定,并提供下列材料: ①具有独立承担民事责任的能力:提供有效的多证合一的营业执照或自然人的身份证明;(复印件加盖投标供应商公章) ②具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度:提供经合法审计机构出具的完整的2022年度财务审计报告(须包含三表一附注),或提供2023年01月以后由基本户出具的资信证明;(复印件加盖投标供应商公章) ③具有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录:提供2023年01月至今任意3个月依法缴纳税收和社会保障资金的相关材料;(复印件加盖投标供应商公章) ④具备履行合同所必需的设备和专业技术能力:提供具备履行合同所必需的设备和专业技术能力的承诺函; ⑤参加政府采购活动前3年内在经营活动中没有重大违法记录的书面声明(自行声明加盖投标供应商公章); ⑥供应商需提供承诺函:承诺在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)等渠道查询中未被列入失信被执行人名单、重大税收违法失信主体、政府采购严重违法失信行为记录名单中,如被列入失信被执行人、重大税收违法失信主体、政府采购严重违法失信行为记录名单中的供应商取消其投标资格,并承担由此造成的一切法律责任及后果。资格审查时,代理机构或采购人在“信用中国”网站(包括失信被执行人、重大税收违法失信主体)、中国政府采购网(政府采购严重违法失信行为记录名单)上查询(查询时间为评标开始前)。对列入失信被执行人、重大税收违法失信主体、政府采购严重违法失信行为记录名单的供应商,其资格审查不予通过。 2.落实政府采购政策需满足的资格要求:本项目采购预留该部分采购项目预算总额的50%以上专门面向中小企业采购,其中预留给小微企业的比例不低于60%。预留份额通过下列措施进行:获得采购合同的供应商将采购项目中的一定比例分包给一家或者多家中小企业。(需提供承诺函,格式自拟) 3.本项目的特定资格要求:① 进口产品需提供生产厂商授权《提供生产厂商授权书原件或复印件及中文翻译文件》或中国区域总代理商授权(提供国内代理商出具的授权书原件或复印件及生产厂商对国内代理商的授权书原件或复印件及中文翻译文件; ② 进口产品须提供生产厂商或中国区域总代理商出具的售后服务承诺书原件或复印件(售后服务承诺书应包含:质保期内,如供应商被注销或无售后服务能力的情况下,生产厂商或中国区域总代理商按本项目招标文件和投标文件的要求继续提供售后服务,并注明联系人、电话、地址)。 4.本项目不接受联合体投标。 三、获取招标文件 1.时间:2023年09月29日至2023年10月12日,每天上午00:00至11:59,下午12:00至23:59(北京时间,法定节假日除外) 2.地点:贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 3.方式:贵州省公共资源交易中心网上获取 4.售价:0.00元人民币(含电子文档) 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 1.时间:2023年10月20日11点00分(北京时间) 2.地点:贵州省公共资源交易中心网上递交(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1、投标保证金情况 (1)投标保证金额(元):A包:28,000.00元;B包:48,000.00元; (2)投标保证金交纳时间:2023-09-29-09:00至2023-10-20-11:00 (3)投标保证金提交形式:银行转账、网银、银行保函或保证保险等 (4)开户银行及账号 单位名称:贵州省公共资源交易中心 开户银行:贵州银行股份有限公司贵阳展览馆支行 帐 号:0109001400000182-0002 重要提示:贵州省公共资源交易系统2020版以银行转账方式交纳的投标保证金,须由投标供应商在投标截止时间前自行在系统内与参与投标项目进行绑定。未与绑定的,将视为未交纳投标保证金,不能参加投标。 2、根据《政府采购促进中小企业发展管理办法》财库(2020] 46号文件规定: 本项目是否专门面向中小企业采购:否,本项目中小企业划分标准所属行业具体内容为: 制造业。本项目采购预留该部分采购项目预算总额的50%以上专门面向中小企业采购,其中预留给小微企业的比例不低于60%。预留份额通过下列措施进行:获得采购合同的供应商将采购项目中的一定比例分包给一家或者多家中小企业。(需提供承诺函,格式自拟) 3、本项目采购的进口产品,如因市场信息不对称等原因,国内产品满足采购需求的,可以参与本项目投标。 4、本项目采用电子招标远程开标,供应商无须到现场递交投标文件和参加开标会议,供应商须在递交投标文件截止时间前完整的将加密电子投标文件(GPT对应格式)上传到全国公共资源交易平台(贵州省)(网址:ggzy. guizhou.gov.cn ),投标截止时间前未完成投标文件传输或撤回投标文件的,视为未递交投标文件。投标截止时间后,贵州省公共资源交易平台不再接收投标文件;代理机构发出解密指令后,供应商应使用加密投标文件的数字证书(实体CA锁或贵州交易通APP),在30分钟内完成解密。如因供应商网络问题、访问设备终端问题、未按操作手册要求完成设备环境设置或检测、解密数字证书发生故障或用错等,导致投标文件未在规定时间内完成解密,视为无效投标文件。中标公示期结束后,中标供应商须按采购人要求提交与电子投标文件一致的纸质投标文件。 八、凡对本次采购提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称:贵州省特种设备检验检测院 地 址:贵阳市白云区科教街698号国家质检中心D栋 联系方式:官老师/0851-86515550 2.采购代理机构信息 名 称:贵州拓迈电子招投标服务有限公司 地 址:贵州省贵阳市贵阳国家高新技术产业开发区观山街道 都匀路贵州油研科技园综合大楼5楼 联系方式:0851-84119179 3.项目联系方式 项目联系人:石玉洁/陈娟 电 话:0851-84119179 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:红外热成像仪,氧分析仪,金相显微镜,光电直读光谱,超声波测厚仪,硬度计,超声波探伤仪 开标时间:2023-10-20 11:00 预算金额:384.00万元 采购单位:贵州省特种设备检验检测院 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:贵州拓迈电子招投标服务有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 2023年检验检测设备集中采购项目 贵州省-贵阳市-白云区 状态:公告 更新时间: 2023-10-01 2023年检验检测设备集中采购项目 发布时间:2023-09-28 招标公告 项目概况 2023年检验检测设备集中采购项目的潜在投标供应商应在贵州省公共资源交易中心网上(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/)获取招标文件,并于2023年10月20日11点00分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 1.项目编号:GZTM-2023-116 2.项目名称:2023年检验检测设备集中采购项目 3.预算金额:¥3,840,000.00元(A包:1,420,000.00元,B包:2,420,000.00元) 4.最高限价:¥3,840,000.00元(A包:1,420,000.00元,B包:2,420,000.00元) 5.采购需求: 包号 名称 采购内容 产地 数量(台/套) A包 2023年检验检测设备集中采购项目A包 制动下滑量测试仪 国产 2 静电阻测量仪 进口 2 漏电流测试仪 国产 3 金属热电直读光谱仪 进口核心产品 1 实验室金相制备系统 国产 1 恒磁小一体磁轭磁探仪 国产 4 恒磁小一体旋转探伤仪 国产 6 自动数显硬度计(台式) 国产 1 电梯安全回路检测仪 国产 1 多功能电梯测量仪 国产 15 限速器测试仪 国产 6 B包 2023年检验检测设备集中采购项目B包 红外成像仪 进口 1 超声残余应力检测仪 国产核心产品 1 涡流检测仪 国产核心产品 1 高温超声波测厚仪 进口 2 全数字智能超声波探伤仪 国产 6 激光测距仪 国产 6 倒置科研级金相显微系统 进口核心产品 1 便携式多功能硬度计 国产 5 便携式溶解氧分析仪 国产 1 超声波测厚仪 国产 10 铸铁超声波测厚仪 国产 1 双回路抽气式温湿度直读仪 国产 1 6.交货期: (1)国产产品:合同签订后30个日历日全部交付完毕,并通过采购人验收。 (2)进口产品:合同签订后70个日历日全部交付完毕,并通过采购人验收。 二、申请人的资格要求: 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定,并提供下列材料: ①具有独立承担民事责任的能力:提供有效的多证合一的营业执照或自然人的身份证明;(复印件加盖投标供应商公章) ②具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度:提供经合法审计机构出具的完整的2022年度财务审计报告(须包含三表一附注),或提供2023年01月以后由基本户出具的资信证明;(复印件加盖投标供应商公章) ③具有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录:提供2023年01月至今任意3个月依法缴纳税收和社会保障资金的相关材料;(复印件加盖投标供应商公章) ④具备履行合同所必需的设备和专业技术能力:提供具备履行合同所必需的设备和专业技术能力的承诺函; ⑤参加政府采购活动前3年内在经营活动中没有重大违法记录的书面声明(自行声明加盖投标供应商公章); ⑥供应商需提供承诺函:承诺在“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)等渠道查询中未被列入失信被执行人名单、重大税收违法失信主体、政府采购严重违法失信行为记录名单中,如被列入失信被执行人、重大税收违法失信主体、政府采购严重违法失信行为记录名单中的供应商取消其投标资格,并承担由此造成的一切法律责任及后果。资格审查时,代理机构或采购人在“信用中国”网站(包括失信被执行人、重大税收违法失信主体)、中国政府采购网(政府采购严重违法失信行为记录名单)上查询(查询时间为评标开始前)。对列入失信被执行人、重大税收违法失信主体、政府采购严重违法失信行为记录名单的供应商,其资格审查不予通过。 2.落实政府采购政策需满足的资格要求:本项目采购预留该部分采购项目预算总额的50%以上专门面向中小企业采购,其中预留给小微企业的比例不低于60%。预留份额通过下列措施进行:获得采购合同的供应商将采购项目中的一定比例分包给一家或者多家中小企业。(需提供承诺函,格式自拟) 3.本项目的特定资格要求:① 进口产品需提供生产厂商授权《提供生产厂商授权书原件或复印件及中文翻译文件》或中国区域总代理商授权(提供国内代理商出具的授权书原件或复印件及生产厂商对国内代理商的授权书原件或复印件及中文翻译文件; ② 进口产品须提供生产厂商或中国区域总代理商出具的售后服务承诺书原件或复印件(售后服务承诺书应包含:质保期内,如供应商被注销或无售后服务能力的情况下,生产厂商或中国区域总代理商按本项目招标文件和投标文件的要求继续提供售后服务,并注明联系人、电话、地址)。 4.本项目不接受联合体投标。 三、获取招标文件 1.时间:2023年09月29日至2023年10月12日,每天上午00:00至11:59,下午12:00至23:59(北京时间,法定节假日除外) 2.地点:贵州省公共资源交易中心网上获取(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 3.方式:贵州省公共资源交易中心网上获取 4.售价:0.00元人民币(含电子文档) 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 1.时间:2023年10月20日11点00分(北京时间) 2.地点:贵州省公共资源交易中心网上递交(交易中心网址:http://ggzy.guizhou.gov.cn/) 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1、投标保证金情况 (1)投标保证金额(元):A包:28,000.00元;B包:48,000.00元; (2)投标保证金交纳时间:2023-09-29-09:00至2023-10-20-11:00 (3)投标保证金提交形式:银行转账、网银、银行保函或保证保险等 (4)开户银行及账号 单位名称:贵州省公共资源交易中心 开户银行:贵州银行股份有限公司贵阳展览馆支行 帐 号:0109001400000182-0002 重要提示:贵州省公共资源交易系统2020版以银行转账方式交纳的投标保证金,须由投标供应商在投标截止时间前自行在系统内与参与投标项目进行绑定。未与绑定的,将视为未交纳投标保证金,不能参加投标。 2、根据《政府采购促进中小企业发展管理办法》财库(2020] 46号文件规定: 本项目是否专门面向中小企业采购:否,本项目中小企业划分标准所属行业具体内容为: 制造业。本项目采购预留该部分采购项目预算总额的50%以上专门面向中小企业采购,其中预留给小微企业的比例不低于60%。预留份额通过下列措施进行:获得采购合同的供应商将采购项目中的一定比例分包给一家或者多家中小企业。(需提供承诺函,格式自拟) 3、本项目采购的进口产品,如因市场信息不对称等原因,国内产品满足采购需求的,可以参与本项目投标。 4、本项目采用电子招标远程开标,供应商无须到现场递交投标文件和参加开标会议,供应商须在递交投标文件截止时间前完整的将加密电子投标文件(GPT对应格式)上传到全国公共资源交易平台(贵州省)(网址:ggzy. guizhou.gov.cn ),投标截止时间前未完成投标文件传输或撤回投标文件的,视为未递交投标文件。投标截止时间后,贵州省公共资源交易平台不再接收投标文件;代理机构发出解密指令后,供应商应使用加密投标文件的数字证书(实体CA锁或贵州交易通APP),在30分钟内完成解密。如因供应商网络问题、访问设备终端问题、未按操作手册要求完成设备环境设置或检测、解密数字证书发生故障或用错等,导致投标文件未在规定时间内完成解密,视为无效投标文件。中标公示期结束后,中标供应商须按采购人要求提交与电子投标文件一致的纸质投标文件。 八、凡对本次采购提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称:贵州省特种设备检验检测院 地 址:贵阳市白云区科教街698号国家质检中心D栋 联系方式:官老师/0851-86515550 2.采购代理机构信息 名 称:贵州拓迈电子招投标服务有限公司 地 址:贵州省贵阳市贵阳国家高新技术产业开发区观山街道 都匀路贵州油研科技园综合大楼5楼 联系方式:0851-84119179 3.项目联系方式 项目联系人:石玉洁/陈娟 电 话:0851-84119179
  • 谈烯论道 | “石墨烯检测技术及应用进展” 网络会议即将开播!
    2021年全国两会,政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之一。报告指出,制定2030年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构,大力发展新能源。石墨烯作为新型碳材料中的“王者”,在实现碳中和的主要技术方向中均有应用潜力,在上海、浙江、山西等省“十四五”规划中均被重点提及、加快发展。业内认为,除石墨烯电池等趋于成熟的商业应用外,石墨烯在建筑节能、碳捕集、二氧化碳资源化利用等方面应用前景广阔。随着碳中和战略的实施,石墨烯产业有望迎来发展机遇。助力碳中和,石墨烯究竟该怎么用?本文特列举石墨烯在碳捕集、二氧化碳资源化利用等方面的研究成果,以飨读者,并附“石墨烯检测技术及应用进展”主题网络研讨会参会福利。 变废为宝, CO2也可以制备石墨烯! 2019年7月,据德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)官网报道,该校研究人员开发了一种利用二氧化碳直接合成石墨烯的方法,目标是电池和电子产品的潜在应用。他们采用一种全新的工艺,在高达1000℃的温度下,将温室气体二氧化碳与氢气一起,借助经过特殊处理的活性催化金属表面,最终直接转化形成石墨烯。从事本项研究的负责人马里奥• 鲁本教授表示:“如果金属活性催化表面中形成了适当的铜和钯平衡,则二氧化碳转化为石墨烯的过程将直接在简单的单步过程中进行。” 在更进一步的实验中,研究人员生产了具有多层厚度的石墨烯,可在电池、电子元器件或过滤膜材料中取得应用。(DOI: 10.1002/cssc.201901404 )二氧化碳(红-黑)和氢气(灰)在铜-钯表面上经过催化反应转变成石墨烯(黑)(图片来源:E. Moreno-Pineda, KIT)石墨烯高效过滤器将碳捕获成本降低2-4倍洛桑联邦理工学院化学科学与工程学院的 Kumar Varoon Agrawal 教授团队采用石墨烯材料研制出新型的二氧化碳过滤器。该团队在石墨烯上制备了二氧化碳分子大小的小孔,这些小孔使得二氧化碳能够通过,同时阻挡了氮气等其他比二氧化碳分子大的气体,可以将二氧化碳从工业废气的混合气体中分离出来。这种石墨烯过滤器不但非常薄,而且在效率和速度方面也远超市面上的大多数过滤器。Agrawal 教授预计这项技术将使碳捕获成本降低近 30 美元/吨二氧化碳,而其他商业技术的成本要比这高出 2 到 4 倍。(DOI: 10.1126/sciadv.abf0116)石墨烯二氧化碳过滤器示意(来源:EPFL)瑞典研究者利用石墨烯+太阳能 将二氧化碳转化为燃料 2020年7月,据外媒报道,瑞典林雪平大学的研究人员正尝试利用太阳能,将温室气体二氧化碳转化为燃料。之后的研究结果也表明,利用其技术是有可能用二氧化碳和水选择性地生产出甲烷、一氧化碳或甲酸。研究人员将石墨烯和立方碳化硅结合,研发了一种石墨烯基光电极,可以保持立方碳化硅捕获阳光能量并制造出电荷载体的能力。石墨烯在保护碳化硅的同时,还起到了作为导电透明层的作用。石墨烯基光电极可以与铜、锌或铋等各种金属制成的阴极结合,通过选择合适的金属阴极,二氧化碳和水可以选择性地形成不同的化合物,如甲烷、一氧化碳和甲酸。甲烷可用作燃料,用于适用气体燃料的车辆,而一氧化碳和甲酸可以被进一步加工成为燃料,用于工业。(DOI:10.1021 / acsnano.0c00986,)石墨烯检测技术及应用进展为促进石墨烯研发和产业化快速发展,仪器信息网联合国家石墨烯产品质量监督检验中心、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组,将于2021年5月11日举办 “石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议。邀请业内专家以及厂商技术人员就石墨烯最新应用研究进展、检测技术、检测方法、质量评价体系及标准化等展开探讨,推动我国石墨烯产业健康发展。会议日程时间报告主题报告人09:30-10:00石墨烯的原子尺度表征与环保应用进展孙立涛(东南大学)10:00-10:30石墨膜导热测试技巧方法李金艳(德国耐驰仪器制造有限公司)10:30-11:00绝缘衬底表面石墨烯晶圆生长研究进展王浩敏(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)11:00-11:30石墨烯材料检测方法介绍刘峥(国家石墨烯产品质量监督检验中心)11:30-14:00午休14:00-14:30石墨烯基材料的拉曼光谱研究谭平恒(中国科学院半导体研究所)14:30-15:00石墨烯导热增强复合材料与热界面材料林正得(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)15:00-15:30二维半导体及异质结的生长与光电性能调控肖少庆(江南大学)15:30-16:00石墨烯结构表征及其在环保领域的应用胡学兵(景德镇陶瓷大学)16:00-16:30石墨烯等低维纳米材料的标准化动态和展望丁荣(全国纳标委低维纳米结构与性能工作组)报名方式扫描下方二维码或点击以下链接即可进入报名页面。(会议链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Graphene2021/)报名参会加入会议交流群,随时掌握会议动态
  • 深度研究!2025年全球石墨烯市场发展展望
    石墨烯是由一个碳原子与周围3个近碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层。理想的单层石墨烯片是由一层密集的碳六元环构成的,没有任何结构缺陷,厚度约为0.35nm,是目前为止最薄的二维纳米碳材料。石墨烯是目前自然界最薄最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。目前石墨烯可量产的制备方法主要为氧化还原法和化学气相沉淀法(CVD)。其中氧化还原法的原材料为石墨,CVD法的原材料为甲烷、乙炔等含碳气体。目前的趋势是生产缺陷极小的高品质石墨烯。因此,CVD法在大多数应用中使用频率更高。石墨烯应用领域由于石墨烯具有优异的复合性能,虽然目前其下游应用还没有实现产业化,但是其潜在的应用领域非常广泛。在这些潜在应用领域中,应重点关注复合材料、过滤器、储能、晶体管、传感器、柔性透明电极等。表1 石墨烯潜在应用领域潜在应用领域具体应用医学组织工程、造影剂、生物医学传感器、药物输送、生物样品的过滤、DNA测序等电子晶体管、电极、量子点、自旋电子学、光电子学、光探测器、热管理、电子应用、填充的导电聚合物储能电池阳极、超级电容器、储氢电池过滤水蒸馏、分子过滤、乙醇蒸馏、生物燃料净化传感器压力传感器、纳米电子机械系统、气敏传感器、分子结合传感器、运动传感器、红外传感器、隐形眼镜、磁传感器其他领域建筑材料、润滑、电波吸收、声音传感器、冷却剂添加剂石墨烯的特性组合使其应用广泛。但需要注意,这些应用通常都需要石墨烯的导电性或机械性能。这就导致石墨烯在每个应用领域都存在竞争材料,且与之相比,石墨烯的性能表现各异。◆轻量化复合强化材料交通领域,特别是航空、航天和汽车行业,大部分应用都需要轻量化复合强化材料。以碳复合材料替代金属实现汽车的轻量化,可以有效提高能源效率。政府大力推动汽车能效提高也部分推动了产业的发展。而在轻量化材料的替代过程中,石墨烯将发挥重要作用。石墨烯的性能远超这些应用领域的需求。石墨烯是截至目前人类已知强度最高物质,与单壁碳纳米管相当;韧性是碳纤维的20倍;具有极高的拉伸强度。而且,自下而上的合成可使石墨长在铜或镍的泡沫上。利用催化金属进行蚀刻,可以产生多孔的轻质石墨烯泡沫。石墨烯在轻量化复合强化材料领域应用具有2方面优点:一是多层石墨烯氧化物,可作为3D打印材料;二是可以在催化金属泡沫上合成3D石墨烯或石墨烯气凝胶,其密度仅为0.16g/cm ,是现有最轻的材料。但与其他材料对比,石墨烯作为轻量化复合强化材料,也存在成本高的限制。纤维、纳米线和碳纳米管更容易制成性能高且成本更低的复合材料。石墨烯纳米带性能更为优异,但目前难以制备且价格昂贵。◆生物医学传感器生物医学传感器是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器,由固定化的生物敏感材料作识别元件,搭配适当的理化换能器及信号放大装置,构成的分析工具或系统。与碳纳米管相比,石墨烯同样是一种理想的生物传感材料,它拥有碳纳米管的廉价、环境友好、生物兼容性以及活性基团均匀分布等优点,同时,由于含有大量的羧基、羟基等官能团,石墨烯具有良好的溶解性能,这是碳纳米管所不具备的。另一种方法是使用石墨烯和金属薄膜传感器。由于石墨烯可使生物分子紧密结合,从而增强传感器的灵敏度。石墨烯结合得越紧密,传感器的电磁屏蔽效应越小。与其他材料相比,石墨烯可与现有材料相媲美或优于现有材料,但可能还不及其他无机二维材料。碳纳米管、纳米颗粒、纳米线官能化的微机电系统和半导体二维材料,如二硫化钼,也都具有直接功能性,敏感度在很大程度上取决于接受材料和介质。◆过滤器很多行业都需要过滤,包括化学品分离、生物样品提纯、海水净化等。由于石墨烯具有良好阻隔性、可调节纳米孔和可控层间距等性能,因此其在过滤器领域应用十分突出。石墨烯进行过滤有2种方法:一是利用石墨烯薄膜的孔隙过滤。由于水净化等过滤时会带来较高压力,过滤介质需具有较大的强度,而合成石墨烯通常缺陷较少,可视为绝佳过滤介质。石墨烯生产工艺的创新也进一步强化了这一优势。可调节孔隙利于过滤,这是因为只有小于孔隙的物质才可以过滤出去。通过控制氧化性介质添加时间,可进一步控制石墨烯孔隙的大小。二是将薄膜边缘朝上,这样物质就可以穿过石墨烯之间的层间距。这种方法主要用于海水淡化,因为石墨烯的层间距小于海水中的水合离子,可利用多层石墨烯氧化物来进行过滤。与其他材料相比,石墨烯存在不足:石墨烯与沸石的孔隙大小类似,而沸石已经应用于渗透蒸发脱盐,并且最新的研究证明沸石也可通过反渗透进行海水淡化。此外,沸石的孔隙率比石墨烯可控性更高。◆DNA测序石墨烯在DNA测序领域的应用看起来很有前景,但这一市场尚不成熟,现在与其他竞争材料对比还为时过早。石墨烯DNA测序的原理是将基于石墨烯的电子传感器与纳米孔结合使用。让单个DNA分子穿过石墨烯电子传感器,就像一串珠子穿过细小的铁丝网,从而实现实时、高通量的单分子测序。除此之外,还有许多其他类型的DNA测序方法,每种方法在成本、测序时间和准确性方面都各有利弊。相比其他几种方法,石墨烯纳米孔的缺点是吞吐量低,单层测序也不准确,而使用多层石墨烯可以显著提高精度。使用石墨烯进行DNA测序的优点在于可以长时间读取,而不需要将长链DNA分解成小片段。因此,这种方法具有成本低,且便携性高。目前DNA测序方法较多,很难确定哪一个将支配市场。初步调查结果表明,成本和准确性将是最大的驱动力。由于石墨烯传感器具有成本效益优势,因此随着DNA测序在医疗行业中的应用展开,石墨烯有望得到更广泛的应用。◆透明电极透明电极可广泛应用于显示器、触摸屏和太阳能电池等领域,其市场规模超十亿美元。但由于铟的稀缺性,其价格一直上涨,这一行业一直在寻求可替代铟锡氧化物的材料。此外,随着人们对柔性电子技术关注程度的不断提升,相对于刚性易碎的铟锡氧化物,新型透明电极更为追求柔性。而单层石墨烯的透明性和导电性,使其在这一领域的应用相对广泛。石墨烯的厚度和透明度相关。如果在90%透明度时柔性能够达到15Ω/m ,这就基本可适用于所有应用。单层石墨烯可实现这种薄层电阻,而大面积石墨烯,就没有额外的结电阻。由于竞争技术的出现和铟产量的增加,石墨烯在透明电极的应用有限。但石墨烯可用于柔性电子产品,它的表现优于其他纳米技术。随着人们对铟锡氧化物替代品的需求日益增长,一些替代品已经被开发和商业化。石墨烯和铟锡氧化物的主要竞争材料是金属纳米线、碳纳米管和金属网。目前已研究改进提高透明度和结电阻的技术。在过去的10年里,其他材料已实现产业化发展,石墨烯与其相比目前表现不佳。例如,C3 Nano Inc.公司能够实现30Ω/m ,90%的透明度,不足0.6%的模糊度;Rolith, Inc.公司的亚微米金属网能够达到5Ω/m ,96%的透明度,2%的模糊度;而我国无锡石墨烯企业能够实现150Ω/m ,84%的透明度,不足1%的模糊度。石墨烯薄膜可能会减少由于均匀性造成的模糊。石墨烯纳米带性能优于其他材料,其结电阻会降低。石墨烯和纳米技术结合发展比较有前景,这是因为石墨烯可进一步提高结电阻和提高导热系数。◆储能储能可广泛应用于包括便携式电子、汽车和可再生能源的储存等领域。由于环保的要求,可再生能源和新能源汽车的发展将推动这一产业的发展。用于长期放电、快速放电电池和超级电容器需要具有大表面积的材料来积聚和存储电荷。电池的电极也需要高导电性。人们已经开始研究石墨烯在电池和静电双层电容器中的应用。而这些应用中最好使用高品质石墨烯,如三维石墨烯,即石墨烯泡沫和气凝胶。高比表面积能够允许更大的能量容量;微米级孔隙允许电解液快速通过材料。石墨烯,特别是石墨烯泡沫,比现有标准电池优势更为明显。随着人们对储能应用兴趣的提升,石墨烯电极有望广泛应用于电池和超级电容器中。石墨烯在储能领域应用的竞争者是活性炭和石墨。活性炭是一种性价比高、具有高比表面积和纳米级孔隙的材料,这使它成为强有力的竞争者。由于活性炭目前已用于高端电池,石墨烯电极的性能必须非常优异,才能成为新的储能标准。与石墨烯相比,活性炭的主要缺点是孔隙之间的有限连通性,从而限制了电子输运。由于现有活性炭生产方法的限制,基本不可能实现孔隙互联互通的可控性。最近的研究表明,通过将碳源转化为相互关联的碳源,活性炭的性能可显著改善。而利用三维石墨烯改善了石墨烯电极的性能。表面积的增加大大提高了可以储存的能量总量。◆晶体管晶体管是电子学的基础,其研发趋势是更小巧、更有效的晶体管。以石墨烯为开关材料的晶体管在学术界得到了广泛关注。晶体管控制着电子的流动,电子拥有向上的或向下的自旋量子力学性能。石墨烯的高流动性使其具有潜在的场效应。此外,石墨烯能够保持电子在微米层面的自旋能力。石墨烯是不理想的自旋电子主动元件,它具有低自旋轨道耦合性。用石墨烯来操纵电子自旋是不可能的。掺杂石墨烯在自旋—轨道耦合方面有所改进,也就是说,以石墨烯作为自旋晶体管的开关材料仍需进一步创新。由于过渡金属硫化物等竞争材料具有较高性能,石墨烯作为高性能晶体管和自旋电子学活性元素的应用有限,但作为复合强化材料还是很有前途的。石墨烯本质上不是半导体。竞争对手包括各种半导体,从砷化镓等半导体,到二硫化钼等2D半导体。在这一应用石墨烯的主要缺点是,它是一种零带隙的金属。在没有带隙的情况下,石墨烯的关断电流相对较高。引入带隙可以解决这个问题,有2种方法可以实现:掺杂和量子尺寸效应。掺杂的稳定性和石墨烯纳米带的边缘效应都会产生影响。而过渡金属硫化物等半导体二维材料,在作为活性元素的性能方面是优于石墨烯的。而石墨烯在自旋电子学的距离内保持电子自旋的能力是非常罕见的。鉴于这种稀有性,石墨烯很可能实现在这一领域的应用。由于石墨烯不是自旋电子学理想的活性元素,因此需积极研究石墨烯与二硫化钼等复合材料,从而生产自旋电子器件,控制电子自旋。石墨烯产业化发展面临的挑战根据全球新材料研发的历史可以看出,新材料实现商业化成功的途径有2种,一是获得实时利益,二是经过多年研究寻找利基应用,最终发展成为广泛应用。但一种新材料最终会被另一种新材料所取代。石墨烯与这些新材料的不同在于,其应用领域发展快速,而这种快速的增长也会导致更多企业进入市场。石墨烯商业化过程将远快于其他新材料。石墨烯最初的商业产品是对现有产品的迭代改进,如加强头盔和增强现有产品的涂层。这种方法不需要在实验室中找到有利于市场的突破性特性。然而,石墨烯要实现在其他应用领域的广泛使用则需要其性能优于其他竞争材料。据预测,从长期来看,一旦实验室级性能石墨烯实现规模化商业化生产,这些领域的应用将会带来更大规模的石墨烯生产和应用。也就是说,可以实现潜在开创性应用的新型石墨烯目前正实现商业化生产。由于现有生产制备技术的创新,大规模商业化将在未来10年内发生。1. 高品质石墨烯成本过高高品质石墨烯,特别是应用定制石墨烯,供给量低,价格昂贵,将限制石墨烯在短期内的发展。此外,新型石墨烯的批量化生产还需进一步创新,如三维石墨烯、纳米纤维、石墨烯泡沫等。新型石墨烯可用于更多的应用领域,它们的生产对于行业发展至关重要。2. 应用市场过多缺乏聚焦石墨烯的应用领域过多,缺乏聚焦,导致石墨烯发展可能性多种多样,这将限制石墨烯产业的增长率。由于存在不同种类的石墨烯,而每种石墨烯的最理想应用并没有完全研究透,因此探索其所有的应用领域变得至关重要。用于不同应用的石墨烯研发方向多种多样,目前的研究并未聚焦到最有发展前途的方向上。另外,对于复合材料性能优异,发展前景良好。但由于石墨烯发展正处于初级阶段,研发十分困难,这就导致了更长的研发周期。3. 制备和处理工艺的限制为实现产业化,需要利用石墨烯的独特性质,但只有单层无瑕疵石墨烯才具有石墨烯的独特特性。因此,实现高品质石墨烯的生产非常具有挑战性,特别是实现商业化生产。石墨烯各层之间相互吸引,这使得制备石墨烯非常困难,剥离的石墨烯通常都有几层,而不是单层。与碳纳米管类似,要完全剥离出高纯度单层石墨烯,则需要超强酸。而利用CVD法制备石墨烯则更难避免多层。采用成核生长法合成石墨烯,将产生多个晶粒,从而存在晶界缺陷。限制沉积到单层膜也是非常困难的。此外,将石墨烯从催化表面转移到所需的衬底上会导致缺陷。因此,需要克服CVD合成石墨烯的这些挑战急需技术创新。4. 来自其他新材料的竞争石墨烯之所以独特是因为它的性能。但是,由于某些应用只是使用部分性能,因此,每种应用都有较强的竞争技术。对于每种应用来说,都有几种极具竞争力的替代技术。有些优于石墨烯,或是与石墨烯相媲美。这限制了石墨烯在特定领域的应用。全球石墨烯市场发展现状及预测1. 全球石墨烯市场发展现状●石墨烯市场处于萌芽状态由于石墨烯在十多年前才研发出来,目前石墨烯市场还处于萌芽状态,主要包括一些生产和供应企业。据最近关于石墨烯的市场报告显示,在过去几年中,石墨烯产业呈现快速稳定的增长态势,近期年均复合增长率超过30%,高达60.7%。目前企业的收入主要来自于研发类生产企业,而所有经营最终产品的下游应用初创企业几乎没有收入。虽然整个行业的销售有所增长,但个别石墨烯生产公司没有像先前预测的那样做得好。石墨烯生产技术的迅速发展导致了石墨烯生产商大量使用专有技术。一些石墨烯制造商却惨遭淘汰。达勒姆石墨烯科技公司拥有一个专有的自下而上合成方法,盈利400万美元,但4年后倒闭。此外,通用石墨烯公司也盈利870万美元。grafentek公司已经从生产石墨烯转型为生产透明导电氧化物/金属氢化物。●石墨烯生产企业股票表现欠佳尽管市场总体增长,但石墨烯和石墨生产商的股票一直在萎缩。这主要包括几个原因:一是许多关于石墨烯炒作和大型供应企业倒闭的新闻报道增加,人们对石墨烯发展的狂热预期幻灭;二是缺乏商业产品。与其他纳米技术公司一样,由于炒作被搁置,企业尚未实现大范围收购,股票价格从最高估值急剧下降。而一旦石墨烯开始产业化应用,预计石墨烯市场将增长。随着新加入者不断涌现,收购可能成为当前大企业保持市场地位的关键。2. 全球石墨烯细分应用领域市场增长预测预计在未来10年,随着石墨烯应用实现产业化,石墨烯行业将快速增长。石墨烯的应用推动力将从大学实验室转向大型企业。而复合材料、储能、水净化和音频等应用领域将获得最大程度增长。石墨烯产业最大的细分领域将是替代碳纤维在航空航天领域的应用。2020年以后,随着产业化应用领域的发展,特别是海水淡化技术的兴起,研发机构对石墨烯的需求将稳定增长,并成为石墨烯产业应用中规模较小的一部分。●轻量化复合强化材料领域预计在未来几年内,复合强化轻量化材料领域将以5%~10.6%的年均复合增长率增长,复合材料在航空航天领域应用将实现30亿美元产值,在汽车复合材料领域应用将实现产值140亿美元。这一领域产业发展的重点抢占高端轻量化应用市场份额,现有应用市场主要以碳纤维为主,其在航空航天复合材料领域市场份额达到73%,在汽车复合材料领域市场份额达到3%。未来石墨烯市场份额的抢占很可能取决于石墨烯气凝胶和交联氧化石墨烯膜的生产。在这2个领域,石墨烯的技术优势远超其他竞争技术。尽管复合材料产品已经开始应用,但航空航天领域应用的大幅增长预计需要3~7年;而汽车领域应用的大幅增长则需要5~10年。因此,未来需准确评估航空航天领域应用所能带来的收益;严格控制3D石墨烯生产加工,以确保材料的一致性和可靠性。随着3D石墨烯或纤维复合材料不断研发,石墨烯的市场份额将进一步增加。●音响设备领域音箱的小型化使得石墨烯在消费电子产品领域的应用增长,预计年均复合增长率达到17%。3D石墨烯可实现更薄、更小、更高效的音频驱动,因此3D石墨烯的可靠生产将进一步提高其市场份额。在未来3~5年,随着小型节能部件领域对石墨烯需求的增长,预计石墨烯在这一领域的应用将迅速增长。●储能领域未来几年,石墨烯在电池负极市场应用将实现3亿美元产值,年均复合增长达到24%;在超级电容器市场应用将实现1.4亿美元,年均复合增长率达到11%。石墨烯泡沫或其他微孔三维石墨烯将广泛应用,其性能将超越目前需要替代的能源存储电极材料。未来为扩大市场份额,需要改进现有3D石墨烯的生产,降低成本。随着电动汽车的广泛应用,对大容量电池的需求快速增长,以及包括再生制动和太阳能输出功率等应用需求的增长,对超级电容器需求的提升,预计石墨烯在这一领域的应用将在未来3~5年快速增长。●水净化领域未来几年,石墨烯在水净化领域应用的市场将达到120亿美元,年均复合增长率将达到13%。海水反渗透脱盐需要低成本、高通量渗透膜,而海水净化占这一领域市场的70%以上。只要全海水淡化系统的产量迅速上升,石墨烯就很有可能迅速占领市场份额。预计石墨烯将在未来3~5年内实现产业化应用,这期间需要一个较长的孵化期。随着石墨烯实现规模生产,在2020后将实现快速增长。3. 全球石墨烯市场空间预测到2025年,石墨烯在多个领域的应用有望实现快速增长,2017-2025年平均增长率达到72.8%(详见图)。这预示着特定领域应用的石墨烯生产将快速增长,在最有前景的应用领域使用的石墨烯、碳纤维或其他标准材料市场占有率将迅速增加。在后几年中,石墨烯的市场应用采纳率预计会增加,因为产业发展中期推出的初始产品将大大超过竞争对手。而在3D石墨烯实现规模化生产之前,任何意外的延误都会延缓这种快速增长。图 2017-2025年全球石墨烯市场空间预测石墨烯产业发展趋势展望1. 石墨烯生产趋势展望高质量石墨烯规模化生产的困难导致其生产成本较高。目前的生产趋势:一是努力克服高质量石墨烯批量生产加工的局限性。现有客户大部分都来自于学术或其他研究机构,由于其消费量较低,因此带来了潜在的石墨烯供给过剩。尤其是一些本已盈利数百万美元的石墨烯生产企业纷纷倒闭,这一事实更是印证了人们对此的判断。大部分石墨烯生产企业纷纷拓展业务,实现多元化生产,进行新应用产品生产,或投资应用企业。二是现有利基石墨烯的生产,如交联氧化石墨烯、3D石墨烯、纳米薄片、纳米带、量子点。所有这些石墨烯都只在研究初期,未来可用于某些应用,而基础石墨烯正逐步产业化。2. 石墨烯应用领域增长点展望由于现在已有大量企业涉足石墨烯生产领域,而且基于新的生产方法,未来还有更多的企业进入,石墨烯的生产制备还未达到预期的快速增长速度。未来还需要杀手锏级的应用来实现快速增长。●增长点一:更轻更小的储能设备石墨烯在更轻更小储能设备领域的应用将带动石墨烯生产、设备集成等应用领域的发展。电池的创新已落后于其他先进消费电子领域的创新。未来将进一步研发应用具有高导电性和多孔电极的大容量电池和超级电容器;研发新型石墨烯,如3D石墨烯,能够在保持高导电性的同时,实现表面积最大化,目前研发机构正在进行3D石墨烯的潜在规模化商业化研发,需要进一步转化成商业化应用;研发新型石墨烯在能源存储设施的应用;进一步提高高纯石墨烯的制备方法;在替代现有标准方面,这些能源存储设备的新性能将至关重要。●增长点二:复合强化轻量化材料石墨烯在超轻量化复合材料领域的应用将带动石墨烯生产、设备集成、商业化销售等应用领域的发展。石墨烯泡沫和石墨烯气凝胶是最轻最强的材料,这些材料可在现有应用领域替代其他诸如碳纤维等轻量化材料,其应用范围可覆盖从航空材料的轻量化到消费电子的高效播放器等领域。新型石墨烯将进一步实现规模化商业化发展。因此,需要石墨烯生产企业和应用企业进一步加强合作。随着创新的加快和知识产权保护的加强,在其他需要更强轻量化材料领域的应用将进一步展开。
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  • Radleys为石墨烯化学家提供通用反应器
    以产品创新性、高效性闻名的英国Radleys品牌正在供应一种对石墨烯化学家们非常有吸引力的通用反应器Reactor Ready反应釜。Reactor Ready反应釜采用单一釜架兼容多种不同大小釜体的设计,更加节省实验经费和通风橱空间。便于使用的Reactor Ready系统可在几分钟内完成釜体更换,使得可以更加经济地将实验从100ml放大到5L,而不必花费一大笔资金去购买多台不同体积的传统夹套反应釜系统。 当和AVA实验室控制软件连用时,Reactor Ready反应釜为石墨烯的工艺开发和生产提供了许多优势:(1) 利用温度反馈控制回路进行安全、可控地加料自动液体滴加系统可设定最高安全限定温度值,当反应液温度升高超过该值时,自动停止添加样品,一旦达到安全值以下就恢复加样。 通过温度反馈和灵活的实时制冷功能,安全地控制放热反应。(2) 提高重复性和一致性轻松运行,记录和重复实验,可在用户之间共享实验和结果以促进相互协作。(3) 提高安全性使用安全设置功能来添加警报、紧急关机和恢复“安全值”等参数。(4) 提高生产力每天24小时运行,自动记录数据,无需人员值守。 可设置任意长时间的温度控制步骤和梯度程序。伦敦帝国理工学院的一个研究小组想要扩大石墨烯的生产量,他们选择了Reactor-Ready反应釜和AVA软件,以便对放热反应进行精确地温度控制,同时实现可控地液体加料。帝国理工学院的研究人员起初只能使用小的圆底烧瓶生产少量的石墨烯,而且无法得到很好的温度控制。当他们需要合成大量的石墨烯进行测试时,他们购买了Radleys Reactor-Ready Duo反应釜、Huber Unistat 405温控装置、蠕动泵和天平,通过使用AVA实验室控制软件来控制整套系统并实现自动蠕动泵加料控制功能。这使得整个团队能够安全地放大石墨烯的生产,保持整个实验过程中温度受控,同时能够安全地控制液体滴加。 在石墨烯行业高速发展的今天,Radleys愿祝您一臂之力,帮您更安全、更高效地进行实验。
  • 日本团队研发新型石墨烯电极——能在酸性条件下产生氢气
    p style="text-indent: 2em "日本筑波大学的研究人员研制出一种石墨烯电极,能在酸性条件下产生氢气。在绿色经济中,电解水产生氢气对于储能至关重要。然而,主要的障碍之一是贵金属电极的成本太高。廉价的金属电极在驱动析氢反应(HER)中起着很好的作用,但主要是在碱性条件下,反应是弱电性的。更有效的酸相反应需要贵金属例如铂。但问题是,酸性电解液具有腐蚀性,会侵蚀核心金属。/pp style="text-indent: 2em "研究人员发现多孔石墨烯可以解决这个问题。他们使用氮掺杂石墨烯片来封装镍-钼(NiMo)电极合金,石墨烯含有大量纳米级的孔。研究人员表明,在酸性条件下的HER中多孔石墨烯明显优于无孔石墨烯。石墨烯在HER电极中的使用并不新鲜,这种柔性导电碳片是包裹核心金属的理想材料,不过石墨烯虽然能保护金属免受腐蚀,同时也抑制了它的化学活性。在筑波大学的研究中石墨烯的孔以两种方式促进反应,与此同时完整的石墨烯可以保护金属。/pp style="text-indent: 2em "“我们通过用纳米二氧化硅修饰NiMo表面的方法创造了孔,”研究者之一的筑波大学胡凯龙博士解释说。“当我们沉积石墨烯层时,在纳米颗粒的位置留下了空白,就像浮雕艺术品。事实上,这些孔不仅仅是缝隙,而是“条纹”(fringes)。从技术上讲,这些条纹是结构缺陷,但它们可以促进电极的化学反应。/pp style="text-indent: 2em "研究小组解释说,与普通的石墨烯相比,条纹更亲水。可以吸引在酸溶液中的水合氢(H3O+),H3O+在两种HER机制之一中起着至关重要的作用。这些条纹在吸附单个氢原子方面也很好,也为其他重要的HER过程提供了表面积。结果表明与这种电极与常规电极产生H2的效果一样。同时石墨烯的非多孔部分延缓了金属催化剂在酸中的溶解。“这是氢析出电极的一个多用途的新概念,”筑波大学的副教授Yoshikazu Ito说,他是这项研究的主要作者。“我们的目标是最小化反应所需的过电位,因此不限于一种特定的催化剂。我们通过优化孔的大小和数量来调整我们的多孔石墨烯层,特别是对NiMo。令人惊讶的是,尽管有很多孔,催化剂在酸性条件下仍然能保持稳定。在未来,很多金属都可以定制多孔石墨烯,推动氢生产的全面应用。/p
  • 岛津原子力显微镜——模拟石墨负极的导电性分析
    锂离子电池是一种以嵌锂化合物为正负极材料的二次电池,在充放电过程中,锂离子在两个电极间往返脱嵌和嵌入。目前主流的锂离子电池负极材料是天然石墨与人造石墨。在锂离子电池研发与生产过程中,需要对石墨负极的导电性进行分析。 原子力显微镜可以在获得高分辨形貌图像的同时获得表面电流分布图,因此被广泛应用于分析石墨负极材料微观结构与导电性。对于原子力显微镜而言,传统的电流模式是基于接触模式进行的。当样品表面非常不规则,表面粘度高或者有较强的毛细力时,由于探针针尖此时受到与扫描方向相反的外力较大,探针无法保证垂直于样品表面,因此电流的测量会产生很大的误差。 岛津尝试用独特的ZXY扫描技术对电流分布进行测量,在每一个测试点,探针均处于垂直运动状态,因此它可避免那些影响其测试状态的外力的干扰。 因此,使用ZXY扫描技术对石墨负极进行表面电流分布测试,可以获得更真实更清晰的图像。制备模拟电池电极的石墨样品,该样品是将石墨和树脂用模具定型,然后加热烧结,最终用油浸制。这样制备的样品可以模拟真实的石墨负极。 用ZXY扫描技术同时获取石墨负极表面形貌图像和表面电流分布图像如下。左图为表面形貌图像,可清晰观察到石墨的鳞片状结构,右侧的表面电流分布图像可观察到同一区域的接触电流分布。在表面形貌图像中,可以观察到表面上分布着不规则的高约1.5 μm 的鳞片石墨。在以往的接触模式下,如果样品的表面起伏超过1μm,就很难测量电流,但使用ZXY扫描技术可以进行高分辨的观测。 而且在扫描技术下,除了可以同时获取表面形貌图像,还可以获得多种互不影响的表面属性分布。在对石墨电极进行测试时,可设定同时获得表面形貌图像,表面电流分布图像和表面力学属性分布。 扫描模拟石墨负极表面5 μm的区域,获得以下图像。4幅图像分别为表面形貌图(探针最初检测到力的形貌面)、表面形貌图(探针到达设定斥力的形貌面)、表面电流分布图像、表面吸附力分布图像。 在前2幅图中,虽然都是表面形貌图,但有明显不同。这是因为第1张图为探针接近样品表面刚刚获得力反馈信号时的位置,第2张图为探针达到设定的斥力时的位置。在两幅图相同位置的剖面线叠加分析。 从上图中可见,底部的黑色区域为样品的固体,白色虚线为表面形貌图(探针到达设定斥力的形貌面)的剖面线,也是石墨的真实表面。而蓝色虚线为表面形貌图(探针最初检测到力的形貌面)的剖面线。白色虚线和蓝色虚线中间区域内,探针检测到的力为吸引力,可判断产生的原因是样品表面的油。因此第1张图和第2张图的差别区域就是油吸附的区域。 更有趣的是,在电流分布图的剖面线中,发现电流也会因油层的存在随高度发生变化。如下图所示。电流的变化有些地方和油层的分布非常吻合,有些地方则不相同。 比较同一个点的力-距离曲线和电流-高度曲线,如下图。可见吸引力位置(油层区域)和电流高度变化区域间的相关性。 由以上数据可推断,电流的变化和油层的分布不吻合的区域,是因为表面覆盖有电阻很大的树脂,而电流的变化和油层的分布吻合的区域,则是因为油层的电阻小于树脂,提高了导电性。 综合本次测试的数据,可以发现,ZXY扫描技术不仅有效提高了对电流的检测分辨率,而且可对样品表面的各种属性进行统一分析,更有助于真实判断样品的性能及影响因素。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 铜合金金相样品制备注意事项
    金相实验室常对钢铁、铝、铜、钛、锌等多种材料金相金相分析。这几种材料性能和特性都存在一定差异,在金相样品制备上有些需要注意的事项,可脉检测金相实验室的金工,就以铜合金为例给大家简单介绍一下铜合金金相样品制备注意事项。 1、取样阶段试样选取的基本原则是,根据有关标准或技术协议的规定进行取样。如果没有可以参考的技术文件,那就选取比较具有代表性的部位取样。注意在取样时,尽可能小的影响试样,避免过热、变形等情况发生。同时,注意去除受取样影响的区域。详细一点来说,如果是想观察晶粒变形和晶粒大小,一般沿着加工方向取样。如果是想观察坯锭径向组织,那就垂直取样。如果是分析缺陷,需要同时在缺陷处和正常部位取样。此外,注意试样尺寸,一般建议截面积在2平方厘米~10平方厘米。当然,这是在条件允许的情况下。2、磨抛阶段一般而言,铜合金相较于铁合金质地柔软很多,不需要进行过于粗糙打磨,反而需要注意不要用力过大,以免产生变形。初步打磨去除取样痕迹即可,可以用金相砂纸,也可使用磨盘等工具。然后精磨至P800(较低)~P4000即可。抛光可以采用常规的机械抛光。抛光布建议选择柔软并且带绒的。一般至少需要2道抛光工序,后一道使用1微米以下的抛光剂。结尾的抛光不要使用金刚石抛光液,容易嵌入,推荐使用氧化铝或者氧化硅抛光液。3、试样显示试样显示方法有两种。一种是直接用光学显微镜观察,可以看到杂质相和部分铜合金的金相。要求抛光作业到位第二种是使用化学浸蚀。建议参阅建议参阅YS/T 449-2002选择合适的浸蚀剂。 抛光材料的种类很多,在选用时可以根据自身经验和行业惯例来选择。如果已有技术标准、协议、作业指导书等诸如此类的参考资料,可以参考相关文件进行选用。欢迎和可脉的工程师进行技术交流,也可莅临可脉检测南京实验室实机测试。
  • 石墨烯测量与标准论坛暨CSTM石墨烯技术委员会成立仪式成功举办
    2021年10月24日,石墨烯测量与标准论坛暨CSTM石墨烯技术委员会成立仪式于北京石墨烯论坛2021期间在北京稻香湖景酒店成功举办。论坛由北京石墨烯研究院、中国计量科学研究院、深圳中国计量科学研究院技术创新研究院联合组织,60余位全国从事石墨烯标准、计量、检验检测、认证认可工作的专家、学者和领导出席,共同就国家质量技术基础(NQI)对石墨烯产业的支撑和石墨烯NQI技术问题进行了深入交流。北京石墨烯研究院副院长彭海琳致辞深圳中国计量科学研究院技术创新研究院副院长宋振飞致辞中国标准化研究院副院长邱月明致辞论坛先后由北京石墨烯研究院质检中心主任周新与中国计量院新材料计量研究室主任任玲玲主持;北京石墨烯研究院副院长彭海琳、深圳中国计量科学研究院技术创新研究院副院长宋振飞、中国标准化研究院副院长邱月明相继致辞,随后进入报告环节。中国计量院新材料计量研究室主任 任玲玲报告题目:《石墨烯材料计量标准合格评定与产业高质量发展》“计量、标准、合格评定”简称NQI,是未来世界经济可持续发展的三大支柱。任玲玲主任系统介绍了NQI的组成、基本概念以及在材料全生命周期中的着力点,分别从材料基础研究到生产过程、产品不同产业周期举例说明计量、标准对其质量控制和提升的重要性。并重点介绍了NQI在石墨烯领域的重要研究成果及效益;国家市场监管总局成立的两个石墨烯NQI中心的核心任务,及其对石墨烯基础研究、产业发展的带动作用。国家纳米科学中心研究员 谢黎明报告题目:《石墨烯标准化研究的现状与挑战》石墨烯具有优异的光学、电学、热线、力学等性能,在高频光电器件、特种光纤、电池、导热膜等领域应用前景广阔。而产业的发展离不开标准支撑,石墨烯的标准制订至关重要。谢黎明研究员在报告中介绍了国内外石墨烯标准研制现状及存在的技术挑战,他指出,国际上ISO、IEC、美国ASTM等机构都在研制石墨烯标准,其中IEC标准最为全面,覆盖术语、测试指南、结构检测、物性测量等,具有较大影响力;我国SAC-TC279标准化委员会也陆续发不了几项石墨烯标准,未形成良好的系统性,我国石墨烯标准研制存在立项少、研制力量不足等短板,同时还存在诸多挑战,如缺乏石墨烯晶畴无损快速检测方法、缺陷浓度定量检测方法等。因此,我国石墨烯标准研制还需要更紧密的产学研合作,应加强顶层设计,有计划的开展系统性石墨烯标准工作。中关村材料试验技术联盟秘书处主任 王蓬报告题目:《CSTM标准与评价体系建设》标准是世界“通用语言”,是经济活动和社会发展的技术支撑。近日,《国家标准化发展纲要》发布,提出优化标准供给结构,提升市场自主制定标准的比重;CSTM以此为基础,致力于以标准和质量评价推动材料产业的高质量发展。CSTM标准体系围绕材料属性、应用领域和通用技术三个维度建立矩阵式的组织架构,真正实现“一材多用一用多选”,“一技多用一用多技”;建设以市场为导向的,具有系统性、先进性、适用性、时效性、多元性、包容性和动态性中国材料试验标准体系。CSTM专业质量评价针对材料全产业链、全生命周期、全流程、全域数据流开展专业性评价,以评价认证为导引,发挥质量要素(标准、检验检测、认证认可等)间协调互动作用,助力材料产品质量提升,材料产业高质量发展。北京石墨烯研究院高级工程师 柳絮报告题目:《石墨烯科研实验室管理的理论研究与实践》开展科研实验室认可,规范科研活动过程,可以有效地保障科研成果的真实性和有效性,推进科研诚信制度建设,提升科研实验室的创新能力。目前北京石墨烯研究院依据相应准则,以“国家市场监管技术创新中心(石墨烯计量与标准技术中心)”和“国家新材料石墨烯产业计量测试中心”为基础,围绕石墨烯标准带制定与标准物质研制,石墨烯测量技术与表征方法研究,石墨烯薄膜、纤维和器件技术研究三个主要研究方向,组织开展石墨烯科研实验室认可工作。中国检验检疫科学研究院首席专家 席广成报告题目:《超细金属负载3D多孔石墨烯表面增加拉曼传感》由于其指纹级的高分辨率和快速、易携带等优点,无损、免标记的表面增强拉曼散射(SERS)技术已经成为了最重要的分析技术之一,被广泛应用于污染物检测、未知风险物筛查、生物组织成像、反应过程机制探查、材料结构表征等重要研究领域。对于SERS技术来说,其性能主要由基底材料决定的,目前研究最深入的SERS基底为贵金属金和银,但金使用成本较高,而银易氧化。石墨烯最近被证明是一种高灵敏的SERS基底材料,席广成团队将超细银颗粒与多孔石墨烯结合起来,利用多孔石墨烯的富集功能和银的表面等离子体共振效应,获得了极高灵敏度的SERS基底;并研制了高性能准金属表面增强拉曼散射传感器,建立了在线高通量表面增强拉曼光谱检测方法。北京石墨烯研究院质检中心主任 周新报告题目:《太赫兹技术在石墨烯表征测量领域的研究进展与展望》太赫兹波是指频率在0.1~10THz范围内的电磁波,该频段是宏观经典理论向微观量子理论的过渡。研究发现,石墨烯的能带结构与其独特性质使其与太赫兹领域有着天然的内在联系。来到北京石墨烯研究院质检中心后,分析化学专业出身的周新主任便开始探索太赫兹技术在石墨烯表征测量领域的应用。他表示,太赫兹提供了方便、快捷、无损的石墨烯电学、磁学参数的测量方法,适用于薄膜材料的批量快速测量;且随着太赫兹技术和CVD法制备石黑烯薄膜的研究进展,该检测技术的研究空间将进一步提升;太赫兹还会在石墨烯薄膜器件在线检测中大显身手。同时,太赫兹检测石墨烯的方法标准化工作亟待同行共同研究;未来会有更多商品化的太赫兹检测石墨烯仪器上市。国家石墨烯产品质量检验检测中心(江苏)高级工程师 刘峥报告题目:《石墨烯产品检测方法介绍》刘峥在报告中简单介绍了市场上常见的各类石墨烯原材料及产品,认为石墨烯产品将向着水净化产品、燃料电池、太阳能电池、芯片电子器件、传感器成像设备、生物医药治疗装置、航空航天材料等应用领域发展;系统介绍了石墨烯原材料和相关产品的检测方法,包括基本物性分析、形貌表征、元素分析、电学性能、热学性能、力学性能和光谱分析;最后探讨了当前石墨烯产品检测标准化工作和产品认证中存在的问题。CSTM/FC00/TC04石墨烯技术委员会成立报告介绍后,举行了CSTM/FC00/TC04石墨烯技术委员会成立仪式,任玲玲宣读相应批复文件。该技术委员会由北京石墨烯研究院发起筹建并承担秘书处单位,北京石墨烯研究院质检中心主任周新被选为主任委员。石墨烯NQI技术中心主任对话会随即,举办国家石墨烯NQI技术中心主任对话会。对话会由国家市场监管总局发展研究中心副主任姚雷主持,邀请了国家市场监管技术创新中心(石墨烯计量与标准技术)、国家石墨烯材料产业计量测试中心(北京)、国家石墨烯材料产业计量测试中心(深圳)、国家石墨烯产品质量检验检测中心(江苏)、国家石墨烯产品质量检验检测中心(广东)、国家石墨烯产品质量检验检测中心(山东)和常州第六元素材料科技股份有限公司等7家单位参加,刘忠范院士作为国家市场监管技术创新中心(石墨烯计量与标准技术)主任全程参与了对话。对话会围绕“发挥NQI作用支撑石墨烯产业规范健康发展”主题进行了探讨,重点围绕石墨烯产业发展现状对NQI的需求,以及NQI支撑石墨烯产业发展存在的问题和解决的思路展开了讨论,对话嘉宾就进一步开展技术和业务协同的必要性和重要性产生了共鸣,通过对话,坚定了石墨烯NQI技术发展的信心,并对持续开展合作与交流达成了共识。论坛现场
  • 汽车行业典型的金相及硬度分析案例专题讲座
    p 金相试样制备的好坏,对被检测材料内在组织真实地显现有极其重要的关联。如果样品制备的不好,将不能显示被检材料的真实组织,会导致错误的结果,达不到检验的目的,为此应引起金相检验人员对制样技术的高度重视。br/br//pp 您在金相样品制备时是否经常遇到以下问题:/pp · 观察不到材料真实组织/pp · 磨面塑性变形/pp · 磨面热损伤/pp · 夹杂物被污染和拉出/pp · 磨面不平整,倒角和浮凸/pp 硬度值测试为什么不准:/pp · 物镜选择不合适/pp · 样品与压头不垂直/pp · 样品平整度对结果的影响/pp · 压痕对称br/br/ 由美国标乐公司应用工程师于5月24日 14:30在a href="http://www.instrument.com.cn/webinar" target="_self" title=""网络讲堂/a做主题为“汽车行业典型的金相及硬度分析案例分析”的专题讲座,对此讲座感兴趣的用户,可点击如下链接完成报名:/pp a href="http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1974" target="_self" title=""http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1974/abr/br//pp 若您在报名过程中,遇到任何问题,欢迎扫描网络讲堂客服微信二维码,届时将在第一时间获得解决方案:/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/e72e7dfa-f577-45bd-85a2-98cc450c8319.jpg" title="微信二维码.gif"//pp 【strong关于网络讲堂/strong】br//pp 网络讲堂是一种直接、有效、便捷的沟通渠道,来获得及分享有效的仪器知识。依托仪器信息网强大媒体资源,就仪器领域热点话题,组织网络研讨会,邀请行业专家分享该领域的最新应用技术及热点信息。作为赞助商将以在线直播、实时互动形式与上百位参与用户探讨交流。br/br/ 咨询E-mail:anyw@instrument.com.cn/p
  • 中国的石墨烯来了!我们的产业要让世界刮目相看
    石墨烯发现者、诺贝尔奖获得者康斯坦丁诺沃肖洛夫表示,石墨烯作为迄今为止世界上已知材料中最薄、强度最大的材料,以其极好的导电性、导热性和透光性而具备极其广阔的产业应用空间和社会经济价值,未来5-10年全球石墨烯产业会形成超过千亿美元的市场。  “石墨烯,我们来了,我们要让世界刮目相看。”常州国成新材料科技有限公司(以下简称“国成新材料”)董事长、CTO董国材说。  远赴欧洲,攀登知识之巅  1998 年,一个冬日雪后的清晨,伴随上课铃声的响起,黑龙江省一所高中的教室中传出了阵阵朗诵声。在所有高三的学生都还在为人生中的第一次大考而如临大敌之时,许多人眼中的“别人家孩子”董国材已然可以随心所欲的沉浸在自己喜爱的物理世界之中。那时,他已经获得了北京大学的保送名额。  1999年夏天 ,董国材正式成为北京大学的一名大一新生。高手云集的北大,也掩盖不住他身上的“学霸”气息。在别人还在为考研而苦苦复习之时,他却在因可选择的保送学校过多而烦恼。最终,立志成为一名顶尖科学家的他选择了中科院物理所。“中科院物理所的科研实力特别强,当时可以说是国内这个领域里最强的。”董国材给出了自己的理由。  刚刚进入中科院物理所,董国材就受到了导师薛其坤院士的重用,承担了开发一套RHEED震荡观测系统设备的重任。该套设备如果研发成功,将极大的提高相关领域的科研效率。几个月之后,董国材就做出了首台原型机,经测试完全超出最初设计标准。在经过一段时间的使用之后,中科院物理又复制了三套相同的设备,至今还在为中科院物理所、清华大学的科研不断做出贡献。  新设备的研发成功,让董国材成功跻身中科院物理所的“学霸”行列。此后,荷兰莱顿大学的交换生名额自然而然的落到了他的身上。  莱顿大学(Leiden University),最具声望的欧洲大学之一,成立于公元1575年2月8日,是荷兰王国历史最悠久的高等学府,是欧洲研究型大学联盟十二个创立成员之一,也是Coimbra Group、Europaeum等大学联盟的一员̷̷  然而,这些都不是吸引董国材远赴欧洲的理由。“荷兰莱顿大学,在仪器研发上一直是走在世界的最前列,很多产品的技术参数都是世界第一。”他说。  从黑龙江到荷兰莱顿的大学的距离有多远?在董国材的眼中可能只有四个字:不断学习!  学成归国,探索产业路径  陌生的国度,并不能掩盖董国材身上的才华。“你要不要来我们学校读博士?”短短不足一年的交换期,他再次获得了莱顿大学导师的认可。  “导师,您说我要不要在莱顿大学读博士?”董国材拿起了电话打给了远在北京的导师薛其坤院士征询他的建议。最终,在导师的支持下,他决定选择到荷兰继续深造。  2006年,董国材正式加入莱顿大学攻读博士学位。在他到来之前,莱顿大学针对高温扫描隧道显微镜的研发已经持续了八年时间,却迟迟未能研发成功。伴随董国材的加入,中西方思维的碰撞,让项目研发进入了全新阶段。两年后,设备的功能不仅达到了最初的设计指标,还在很多方面远远超出设计指标。诸如,高温下的空间分辨率小于1nm,创造了高温显微学的世界纪录。  “我们造出了世界上最好的仪器设备,那我们一定要选一个全世界最火的材料来做。”在一帮科学狂人的欢呼声中,石墨烯成为了他们的研究方向。  2010年,董国材在荷兰莱顿大学取得博士学位。2012年,以博士后的身份正式毕业。莱顿的大学的6年学习生活,不仅提高了他的知识和科研水平,更让他对以后自己要走的路有了清晰的认识。  2012年,一个消息的传来,让董国材开始思考自己的未来到底在何方。那时,江南石墨烯研究院在常州正式成立,朋友邀请他回国共同去研究石墨烯的产业化。  “回国,毕竟那里离家更近一些。”董国材告诉云投君,“我在下决定前和导师薛其坤院士聊了很久。他告诉我,现在国内不论是在学术氛围,还是在产业环境,亦或是创业环境上都已经不比欧洲差。而对家乡的思念,让我最终下定了决心。”  因为石墨烯,常州这个以前从未听说过的城市,成为了董国材生命中最重要的一个烙印。  筷子兄弟,让世界刮目相看  2012年,在董国材决定回国的时候。在中国常州,德国百尔罗赫中国研发制造中心正式开始试运营,它的掌舵者张泳用十八个月的时间创造了让德国人为之侧目的“中国速度”。那时,距离董国材与张泳这对最佳拍档的碰面还有两年时间。  张泳,1992年大学毕业后进入常州化工研究所成为一名产品研发工程师。四年的科学研究(国家八五攻关项目“丝绸精炼剂”、九五攻关项目“高效印花粘合剂” 的核心成员),两年的车间主任,后来从事销售和技术服务工作,1999年担任研究所纺织印染助剂事业部总经理,2002年开始担任常州化工研究所总经理̷̷张泳用十年的时间,完成了一个基层员工到企业掌舵者的蜕变。而这,也正是常州化工研究所蜕变的开始。  2007年,张泳被常州市授予:首届青年科技创业十大明星。“我任职期间,在依托研究所原有的两块主营业务的基础上,向国际上需求比较大的、体现高技术要求的医药的ODM的业务转型,并与先灵葆雅、默克等国际一流药厂达成合作,为研究所带来了良好的经济效益。但,这不正是我应该做的吗?”在张泳的反问中,云投君听出了一个企业掌舵者的担当。  2010年8月,经过多番思量,张泳决定加入德国百尔罗赫。“这真的很难抉择。”张泳告诉云投君,“促使我下决心得很重要一点是,我长期在国内的企业工作,特别想看看国外的企业,特别是德国的企业是如何运行的,有哪些地方是值得我们学习和提高的。”  在百尔罗赫呆的越久,张泳内心的感悟就越深,“我经常在想,如果有德国一样的好技术、好产品,配上我们中国接地气的市场行为、推广、规划、执行,我们其实可以做的更好。”  2015年年初,长期从事企业运营的张泳,和一直专注石墨烯和高温隧道扫描显微镜研究的董国材有了第一次的见面。  “我们聊得很投缘,经常在一起交流石墨烯的技术,还有高端科学装备等。”张泳告诉云投君,“我们两个人从性格、专业(他是学物理的、我是学化学的),经历(他有非常强的科学功底、我也有比较好的一个产品研发和新产品推广的经验 他在欧洲留过学,我在欧洲的公司呆过)上都有很强的互补性。我们有好的技术,有比较投缘的搭档,为什么我们不可以,自己出来做一些有情怀的事情,做一些很值得若干年后回味的东西,做一些很拿得出手的产品,让国际同行刮目相看的事情。”  他们的相遇,将本不相交的两条平行线变为了一双“筷子”。而这双“筷子”,或将“夹起”石墨烯这个产业富矿。  中国合伙人,走出自己的产业路  世界上最稳定的图形就是三角形,在国成新材料的创业团队中,同样存在三个“中国合伙人”。除了董国材、张泳,天使投资人吴海宙在其中也扮演着重要的角色。  董国材与吴海宙相识于2012年,刚刚回国的他的江南石墨烯研究院的一次活动上见到了吴海宙。一次简单的交谈,却像是见到了许久的老友。此后,两人每次相见都有聊不完的话题。而国成新材料的创立,则让两人的关系更近一步。  “吴海宙不仅是我们的天使投资人,还是我们的创始成员,是我们铁三角中的重要一环。我们三个人,因为石墨烯和创业有了第一次的头脑风暴。此后,就经常在一起聊我们的技术、潜在市场、未来发展方向,经过很多次的头脑风暴,最后我们就把我们的业务方向定位为:石墨烯的技术和产品的商业化,高真空的科学仪器。”张泳说。  为什么即做石墨烯,又要做科学仪器?“我一直坚信要靠做设备来做科研,要靠做设备来做产业。”董国材表示,在许多关键的领域,不在于你的生产、你的规模,而在于你的设备、你的技术。诸如,中国有无数的LED生产线,但几乎都是赚小钱的。这就是因为设备、技术不在自己手中。而石墨烯产业还有着一个非常特殊的特点,很难买到相应的生产设备。就算可以买到设备,那也是沿着别人的路径在走,很难取得大的突破。  正是得益于国成新材料以一种接近半导体工艺的设备来做半导体的产业思路,国成新材料在石墨烯膜单层平均2英寸大小的环境下,做出了1.5平方米可称得上是国内最大的石墨烯单层膜。“就是因为我们有我们自己的‘高温隧道扫描显微镜’,这个显微镜可以在1300K的温度下,清晰的观察到每一个石墨烯  原子生长的过程。因为我们有清晰的眼睛,所以我们可以观察到整个工艺的过程,所以我们可以控制我们的工艺,生产出优质的大面积的石墨烯膜。正是因为我们有了非常高级的科学仪器,所以我们才可能把石墨烯膜做的这么好。”张泳说。  在 “中国合伙人”的共同努力下,国成新材料用一年多的时间初步建成石墨烯薄膜宏量生产的示范超净间生产厂区,并开展石墨烯薄膜中试设计和部分部件采购 开始石墨烯薄膜应用产品的样品开发,包括smart window,电磁屏蔽膜 完成石墨散热产品的初步设计、验证和初样,有望送手机厂商测试 取得高温下扫描隧道显微镜等高端科学仪器及其部件的销售订单,并有望持续扩大销售规模̷̷一系列成绩。
  • 石墨烯助阵电子应用新进展 碳复合树脂或将被取代?
    p style="text-indent: 2em text-align: justify "莱斯大学的科学家已经为电子应用制造了一种更好的环氧树脂。在化学家James Tour的Rice实验室发明的环氧树脂与“超级”石墨烯泡沫材料相结合,比纯环氧树脂坚固很多,比其他环氧树脂复合材料导电性能更好,同时保持了材料的低密度。通过添加导电填料,可以改善目前使用中会削弱材料结构的环氧树脂。美国化学学会杂志期刊ACS Nano详细介绍了这种新材料。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "环氧树脂本身是绝缘体,通常用于涂料、粘合剂、电子、工业工具和结构复合材料中。通常添加金属或碳填料用于需要导电性的应用,如电磁屏蔽应用。但需要权衡的是:更多的填充物以重量和抗压强度为代价带来更好的导电性,而复合材料变得更难加工。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "莱斯(Rice)实验室的解决方案用一种由纳米级石墨烯制成的三维泡沫取代金属或碳粉,石墨烯是只有一个碳原子厚度的碳薄片。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "Tour实验室与莱斯大学的材料科学家PulickelAjayan、RouzbehShahsavari,北京航空航天大学的娄军和肇研合作,从环氧树脂注入三维支架的项目中汲取灵感,包括石墨烯气凝胶,泡沫和各种工艺的支架。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "新方案技术用聚丙烯腈(PAN)制成更强的支架,聚丙烯腈是一种粉末状聚合物树脂,用作碳源,与镍粉混合。在四步过程中,他们冷压材料使其致密,在炉子中加热使PAN变成石墨烯,化学处理所得材料以去除镍,并使用真空将环氧树脂拉入现有多孔材料中。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“石墨烯泡沫是单层石墨烯,”Tour说。 “因此,实际上,整个泡沫是一个大分子。当环氧树脂渗透泡沫然后硬化时,由于嵌入的石墨烯支架,环氧树脂在一个位置中的任何弯曲都会在其他位置处对整料施加应力。这最终会使整个结构变硬。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据研究人员称,这种泡沫含量为32%的球形复合材料密度略高,但电导率约为每厘米14西门子(电导率或反向欧姆的衡量标准)。泡沫不会增加化合物的重量,但使其抗压强度是纯环氧树脂的7倍。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "石墨烯和环氧树脂之间的简单互锁也有助于稳定石墨烯的结构。Tour说: “当环氧树脂渗透石墨烯泡沫然后硬化时,环氧树脂被捕获在石墨烯泡沫的微米大小的区域。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "实验室通过将多壁碳纳米管混合到石墨烯泡沫中来提高赌注。研究人员称,纳米管充当与石墨烯结合的增强材料,使复合材料的硬度比纯环氧树脂高出1732%,导电性能提高近三倍,约为41西门子(Siemens)/厘米,远远高于迄今报道的几乎所有基于支架的环氧树脂复合材料。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "Tour预计该工艺流程将针对工业规模进行扩展。 “人们只需要一个足够大的炉子来生产最终的部件,”他说。 “但一直都是这样的,通过冷压,然后加热来制造大型金属零件。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "他说,这种材料最初可能会取代碳复合树脂,这种碳复合树脂用于预浸渍和加固从航空航天结构到网球拍等材料中的织物。/p
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