科技日报北京8月12日电(记者张佳欣)据最新一期《自然通信》杂志报道,韩邦根柢科学探求所开辟出一种打破性技巧,可制备出毫米级晶粒、镜面般平滑的石墨薄膜。晶粒尺寸约为古板人制石墨的1万倍,功能贴近单晶石墨外面极限。这一功效希望激动高品格石墨正在热管制、电子器件、前辈电池等规模的操纵迈向新台阶。
力学测试结果显示,该石墨薄膜的杨氏模量抵达969吉帕斯卡,拉伸强度1.29吉帕斯卡,贴近单晶石墨的外面极限,平面热导率高达2034瓦/米开尔文,横跨铜的秤谌,电导率高达22500西门子/厘米,更始了宏观人制石墨的功能记载。
石墨因优异的电导率和热导率,被渊博用于电池负极、电磁樊篱、催化和核技能等规模。但历久今后,古板高温执掌会集物薄膜或制备高取向热解石墨的技巧,获得的原料晶粒较小、密度不敷、外观易起皱。这些缺陷限制了石墨正在高端操纵中的潜力。
针对这一困难,团队提出“众孔基底”计谋,即正在石墨发展落成后,通过挑选性蒸发镍-钼合金中的镍,变成海绵状基底,从而明显减弱了石墨与金属外观的互相用意,也有用地杀绝了冷却流程中的界面应力,防卫薄膜变成皱纹或扭结。
新工艺可实行每秒6.2层的超高速发展,比古板技巧速20倍以上,适合大面积领域化临蓐。别的,通过正在金属箔外观预先刻蚀图案,还能将石墨薄膜定制成庞大形式,比方用于机器测试的狗骨形试样。这种可控性为定制化器件修设和实践操纵供给了新或者。
该探求更始了人制石墨的极限,使晶粒尺寸抵达毫米级,可媲美罕睹的自然石墨晶体。但与自然原料分歧,这种薄膜正在形式、厚度和纯度上都能切确掌握,符号着原料安排与功能的巨大奔腾。
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