石墨烯独特的结构使其具有前所未有的优越性能:极高的电荷载流子迁移率[15000cm2/(V•s)][1]、热传导性[5300 W/(m•K)][2],以 及非凡的力学性能[3]。它还 表现出卓越的线性光学行为,包 括优异的光学透过率(97.3% )和超高的理论表面积(2600 m2/g)[4-6]。同 时,石 墨烯是迄今为止所检测过的最坚固的材料,结构上,碳原子以六边形的网格结合在一起,是 极具弹性的晶体[7-9],具 有很高的本征电子迁移率。
目前,石墨 烯材料可以通过多种化学和物理方法制备。例如,自上而下的方法,其操作可通过在液体中直接剥落、辅助以表面活性剂来实现;也可通过边缘功能化来实现;或者在石墨 烯层之间插入一种化学物质来减弱其间的相互作用来实现。除此之外,还有自底向上的方法,如无底的化学气相沉积和溶剂热加工获得石墨烯薄片[10]。为了得到较大面积的石墨烯薄膜,化学组 装和电化学沉积是较为成熟的方法。在低温条件下,化 学组装可以较容易地在各种衬底上实现。同时,石墨烯材料可通过化学、光热辐照和声波 等方法进行改性,得到元素掺杂的石墨烯,以及层间距可调的石墨烯材料。
飞秒激光对石墨烯材料的制备与加工,由于具 有无污染、非接触、高精度、高灵活性、无需苛刻的反应条件等特点,受到了广泛的关注[11]。飞秒激光加工石墨烯材料的应用研究主要集中于多种环境下石墨烯基的材料加工及还原,并应用于相应的石墨烯基的电学设备器件[12-13]、光学设备器件[14-15]、高强度材料[16]、催化剂[17]、传感器[18]、柔性机器人[19-21]、能量转换和存储装置[22-25]等。
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结束语
石墨烯材料的特殊结构决定了其具有独特的性能,并得到了广泛的关注和研究。本文介绍了飞秒激光加工石墨烯材料的高精度、无需掩模、无污染等优点,分别从飞秒激光加工石墨烯薄膜和液相烧蚀石墨烯分散液两方面进行了重点的介绍。同时,飞秒激光加工的石墨烯材料在电子和信息领域,以及集成器件的应用中都体现出极大的优势并广泛应用于光电子器件、传感器、超级电容等领域。
2020-10
的挑战。 而新兴的纳米制造技术将突破传统半导体制造工艺的极限,克服短通道效应、寄生电容、互联延迟以及功耗过大等问题,使微电子器件向着更小、更快、更冷发展。石墨烯自 2004 年被发现以来一直受到全世界研究者们极大的关注和研究[1-2]。 由于其优异的电学、物理、光学等性质,被誉为… [了解更多]
2020-10
0 引言石墨加工过程中,各类机床利用高速旋转的刀具对石墨的外形进行加工。 受旋转刀具与工件材料之间剪切力的影响,工件材料将产生大量带初速度的石墨粉尘。 但我国石墨加工企业除尘系统相对落后,使得石墨材料在加工过程中产生的高浓度粉尘不能被迅速的处理掉,导致加工车间粉尘浓度严重超标,给… [了解更多]
2020-10
1 引言存在易变形、崩碎断裂和刀具磨损严重等问题,加工表面质量难以直接准确测量 。表面粗糙度是衡量零件加工产品质量的核心指标,常见的测量方法有对试样表面进行光切、样块和粗糙度仪等接触式直接测量法、非接触式测量法以及纳米表面粗糙度分析法[2]。直接测量时存在接触工件的探针易磨损、误… [了解更多]
2020-10
0 引 言石墨材料相对于铜材料在加工效率、精密微细零部件加工和自动化生产加工中优势显著,石墨电极在模具制造中逐渐取代铜电极被广泛应用于电火花成形加工(简称EDM)。近年来自动化生产以单件、个性化、零件结构复杂、高精度的特征在模具行业逐渐推广。对精密微细电极的要求也越来越苛刻,提升… [了解更多]
2020-10
石墨电极经锥螺纹相互连接后,才可以进入电冶炼炉里进行使用。 多年实践证实电炉中的石墨电极断裂的事故 90%发生在电极连接部位,所以石墨电极质量的重点就是理化指标和机械加工两项[1]。石墨电极经一系列工序处理后合格的毛坯进入最后一道工序———机械加工,除了简单的外圆加工外,就是加工… [了解更多]