發(fā)布時(shí)間：2024-06-30 01:10

　　石墨烯是sp²雜化的碳原子通過(guò)強(qiáng)共價(jià)鍵鍵合形成的具有蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的二維晶體。因其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯諸多優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì),使得石墨烯在納電子器件、傳感器、半導(dǎo)體材料、保護(hù)涂層及能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。液相激光輻照法可以制備出質(zhì)量良好的石墨烯。由于該方法與傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積法相比,有著工藝簡(jiǎn)單易操控、清潔無(wú)污染等眾多優(yōu)勢(shì),引起越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。本文利用模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,探究石墨烯的剝離機(jī)理,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)工藝,為激光輻照法的工業(yè)化推廣提供了理論依據(jù)。論文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:(1)借助熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論,分析高能激光與石墨作用的理論基礎(chǔ),包括激光輻照石墨過(guò)程中溫度和壓力分布、高溫高壓環(huán)境下石墨熔化和升華機(jī)理與等離子體演變過(guò)程。從理論上解釋了激光輻照法在液相介質(zhì)中剝離石墨烯的可行性。(2)采用基于經(jīng)驗(yàn)勢(shì)的分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,對(duì)石墨烯的剝離過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算。運(yùn)用Material Studio中的Forcite模塊,模擬激光輻照下的高溫高壓環(huán)境。通過(guò)Morphology模塊的BFDH模型,計(jì)算石墨晶體的主要形貌面。從溫度和外力兩個(gè)方面,研究石...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1碳的同素異形體[1]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1引言碳元素能通過(guò)不同數(shù)目的原子配位形成不同的同素異形體（石墨、金剛石、石墨烯、碳納米管及富勒烯等），如圖1.1所示，各自展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。納米結(jié)構(gòu)的碳材料有著獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，更是掀起了對(duì)新型碳納米材料的研究熱潮。圖1.1碳的同素異形體[....

圖1.2石墨晶體的兩種堆疊方式[3]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2石墨晶體的兩種堆疊方式[3]Figure1.2Twostackedstructuresofgraphitecrystals[3]由于石墨層間距達(dá)到了0.335nm，層與層之間只存在微弱的范德華力，片層之間容易發(fā)生滑移。這一特殊性質(zhì)使其具備良好的潤(rùn)滑作....

圖1.3二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的單層石墨烯[1]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2石墨晶體的兩種堆疊方式[3]Figure1.2Twostackedstructuresofgraphitecrystals[3]由于石墨層間距達(dá)到了0.335nm，層與層之間只存在微弱的范德華力，片層之間容易發(fā)生滑移。這一特殊性質(zhì)使其具備良好的潤(rùn)滑作....

圖1.4化學(xué)氣相沉積法裝置示意圖[10]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5在膠帶法首次剝離出石墨烯后，學(xué)者們也不斷的探究出其他類型的機(jī)械剝離法。有學(xué)者嘗試用石墨在另一種固體表面摩擦而獲得石墨烯，該方法開(kāi)拓了另一種典型的機(jī)械剝離法——輕微摩擦法[8]。在此基礎(chǔ)上，Y.B.Zhang.等人[9]發(fā)明了一種叫做“納米鉛筆”的裝置，再用精....

本文編號(hào)：3998169