论文碳21世纪——石墨是关于本文可作为石墨方面的大学硕士与本科毕业论文ī是什么意思论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要：石墨是重要的战略矿物,具有金属和非金属两种特性,各国主要应用领域有：耐火材料、冶金铸造、化学工业、电气电子工业、原子能、宇航和国防工业、机械工业.天然石墨将是未来的稀土,它会伴随着科技的发展,应用于各个领域,与我们的生活息息相关.尤其是2010年石墨烯的发现具有划时代的意义,它的发展与应用必将掀起又一次的工业革命.
关键词：碳；石墨；石墨烯
1. 绪论
20世纪50年,大规模工业生产高品质单晶硅对于计算机通讯系统、传感器、医疗设备、光伏器件、卫星、宇宙飞船等都有重大影响,美国的贝尔实验室、德州仪器公司、欧洲的菲利普、西门子和瓦克等全球大公司抓住了机遇成为初期的硅生产厂家.
1970年前后,多晶硅被用于各种类型器件的制作中,如雨硅技术中所使用的其他材料的兼容性、超过1000度的温度稳定性、易于掺杂和氧化以及能够产生等角台阶覆盖；1970年～1976年,采用冷壁大气压反应炉进行多晶硅沉积,硅栅PMOS和NMOS集成电路成为20世纪70年代早期半导体市场的主角；1976年,低压化学气相沉积工艺被用于沉积多晶硅薄膜,从那时起lpcvd系统一直是用于集成电路多晶硅沉积的主要手段.
随着光伏产业的发展,由铸锭多晶硅生产的太阳电池被认为是成本低、生产效率高而且转换效率损失不太大的唯一现存工艺.铸锭技术必须用便宜的原材料,因为在切片过程中将损失60%原材料.由于上述原因,光伏产业一直在使用微电子工业的不合格材料,目前光伏市场的增长比微电子市场快,原材料的成本翻了3倍,其结果是硅原材料称为最严重的问题.随着半导体和光伏产业的迅速发展,在21世纪,我们找到了更好的硅替代品——石墨.
2. “碳”的发展
作为碳元素最常见的矿物——石墨,与我们的生活中息息相关,普通人最常见的是铅笔、干电池碳棒等.但石墨在军工、耐火材料、冶金工业、化学工业等方面都具有重要的用途.
2010年10月9日,瑞典皇家科学院将2010年诺贝尔物理学奖授予物理学家安德烈—海姆和康斯坦丁—诺沃肖洛夫,以表彰这对师生在石墨烯材料方面的卓越研究.两位学者制备出了石墨烯材料,并发现它所具有的非凡属性,向世界展示了量子物理学的奇妙.石墨烯这种材料仅有一个碳原子厚,是目前已知的最薄的材料.石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能,可望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用.由于其独特的二维结构和优异的晶体学质量,石墨烯蕴含了丰富而新奇的物理现象,为量子电动力学现象的研究提供了理想的平台,具有重要的理论研究价值.
至此,石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理领域近年来的研究热点之一,它的研究与发展必将21世纪带入一个全新的科学领域.
3. 石墨的传统应用领域
石墨是重要的战略矿物,具有金属和非金属两种特性：比如石墨的金属特性是热电的良好导体,非金属特性是耐高温,具有高热稳定性、化学惰性和润滑性,其用途十分广泛.目前,各国主要应用领域有：
3.1 耐火材料
在冶金工业中,作耐火材料,用作钢锭保护剂.由于石墨及其制品具有耐高温、强度高的性质,在冶金工业中用来制造石墨坩埚,炼钢炉衬里、保护渣及连铸等.
3.2 冶金铸造工业
钢铁和铸造：石墨用于炼钢工业的增碳剂.
在铸造方面,石墨用于铸造、翻砂、压模材料：由于石墨的热膨胀系数小,使用石墨作铸模涂料,使铸件尺寸精确,表面光洁,减少铸件的裂纹和孔隙,成品率高.另外,石墨用于生产粉末冶金、超硬合金；生产碳素制品等.
3.3 化学工业
石墨具有良好的化学稳定性.经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点,利用石墨制作石墨管道,可以保证化学反应正常进行,可以满足制造高纯化学物品的需要.
3.4 电气电子工业
用于生产微粉石墨电极、电刷、电池、锂电池、燃料电池的正极导电材料、阳极板、电棒、碳管、石墨垫圈、电话零件、整流器的正极、电磁屏蔽的导电塑料、换热器元件以及电视机显像管的涂层等.其中以石墨电极应用最广,用于冶炼各种合金；此外,石墨用于电解金属镁、铝等的电解槽的阴极.
目前氟化石墨（CF,GF）大量用于高能电池材料,特别是CF0.5-0.99的氟化石墨最适合做高能电池的阳极材料,并使电池小型化.
我国已经引进显像管石墨乳和柔性石墨纸生产线；而且近年来,在石墨深加工、微粉石墨、氟化石墨和超微细石墨的生产及石墨制品方面有了很大进展.
3.5 原子能、宇航和国防工业
石墨具有高熔点、稳定、耐腐蚀以及良好的抗α—射线和使中子减速性能,用于核工业方面的石墨材料叫核石墨.有原子反应堆用中子减速剂、反射剂、生产同位素用的热柱石墨、高温气冷堆用的球状石墨、核反应堆热构件密封垫片和堆体砌块等.
石墨用于热中子反应堆,也有希望用于聚变堆,在热中子反应堆中可作为燃料区的中子慢化剂、燃料区周围的反射层材料,以及堆芯内部的结构材料.
另外,石墨还用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料,制造固体燃料火箭发动机尾喷管喉衬等,用于生产航空电刷,以及航天器上的直流电机以及宇航设备零件、人造卫星上无线电连接信号和导电结构材料；在国防工业方面,可用于制造新型潜艇的轴承,生产国防用高纯石墨、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等.特别是石墨炸弹可瘫痪变电站及其他大型电器的运行,并有极大的气象影响作用,可用于军事目的.
3.6 机械工业
石墨广泛用于生产汽车刹车衬里等部件以及机械工业耐高温的润滑剂；石墨在加工成胶体石墨和氟化石墨（CF,GF）后,在机械工业中如飞机、轮船、火车、汽车等高速运转机械中,常用作固体润滑剂.
总结:本论文可用于石墨论文范文参考下载，石墨相关论文写作参考研究。
参考文献：
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