Pirolitik grafigiň potensialyny açmak: Sypatlary we amaly programmalar

Pirolizik grafit, köp sanly pudakdan ýokary pudakdan ýokary derejeli pudak ýasamak üçin ajaýyp grafigiň özboluşly görnüşidir. Bu makala möçdar, önümçilik we dürli programmalara girýärpirolatiki grafit, munuň näme üçin isleg bildirmek tehnologiki gurşawy üçin saýlamak materialynyň näme üçin saýlawyň maddasydygyny belläň. Özboluşly gurluşyny, ýylylyk we elektrik aýratynlyklary öwreneris we elektroniki aýratynlyklary Aerface-e çenli ulanmaga şertlerini öwreneris. Mark Thompsson ýaly hünärmenler üçin bu jikme-jikliklere düşünişmek dünýä bazarynda bäsdeşlik ukybyny hödürläp biljek düşünişini ýerine ýetirip biler.

1. Pirolitik grafit näme?

Pirolatiki grafitadaty himiki bug diýlip atlandyrylýan prosesiň üýtgeýän grafit görnüşidirdepozition(CVD). Tebigy grafit ýa-da adaty grafitden tapawutlylykda,pirolatiki grafitKöp ownuk grafit kristallaryndan ybaratdygyny, manysy köp bolmagy aňladýarmy? Şeýle-de bolsa, bu kristallarGody köp ugurly, bermekpirolatiki grafitkäbir aýratyn aýratynlyklary. Grafitlere meňzeş material auglewodorodgaz (metan ýaly) gyzdyrylýarHighokary temperaturainert atmosferasynda. Bu gaza sebäp bolýardefolýasiýa etmek, WEuglerod atomS gatlakda gatlak bilen ýerleşdirilen gatlaksubstratiteti.

Bu gämi duralgasy düşünmegiň açarydyrpirolatiki grafit. Köp sanly kagyz kagyzlaryny berkitmek ýalydyr. Her sahypa bir gatlagy aňladýargrafen, niredeuglerod atoms, altyburçly panjerde berk degýär. Uçaryň içindäki obligasiýalar gaty güýçli (kowigranet obligasiýalary), ýöne arasyndaky obligasiýagrafit gatlaklaryhas gowşak (Wan der walal güýçleri). Uçaryň arasyndaky baglanyşygy we tekizligiň arasyndaky baglanyşyk güýçdäki bu tapawut, bu materialyň bardygyna sebäp bolýaranisotropy.

2. Pirolitik grafit nähili ýasalýar? Depozit prosesine göz aýlamak.

Öndürmekpirolatiki grafithimiki hökmünde tanalýan çylşyrymly prosesi öz içine alýarbug dykyzlygy. Esasan, auglewodorodmetanyň (ch4) ýaly gaz (CH4), insulum kamerasyna girýärsubstratiteti. Kamera, soň bolsa aşa gyzdyrylýarHighokary temperatura, Adatça 2000 ° C.0 ° C.000 C.No-dan 3000 ° C. Bu güýçli ýylylyk gyzdyrýaruglewodorodgaz üçin gazdefolýasiýa etmek- belli bir prosespirolizs.

Wagtyndapirolizs,uglerod atomçöken gazdan S-e goýulýarsubstratiteti. Atomlar özlerini ýokary sargyt edilen, gatlakly gurluşda tertipleşdirýärpirolatiki grafit. Derejesidepozition, Tempanyň içindäki temperatura, daş-töweregiň soňky häsiýetlerine täsir etmek üçin seresaplylyk bilen dolandyrylýarpirolatiki grafit. Bu parametrlere gözegçilik etmek, materialyň dykyzlygyny döretmäge mümkinçilik berýär,Malylylyk geçiripdiriwe beýleki aýratynlyklar.
Bu mümkin bolup bilerpirolitik grafit sahypalary.

3. Pirolitik grafitiň esasy aýratynlyklary haýsy?

Muňapirolatiki grafigiň häsiýetleriüýtgeşik, ýokary akymly gatlakly gatlakdan gönüden-göni baldak. Bu, öz-özüňi alyp barşyna baglylykda özüni alyp barşynda düýpli tapawutlary döredýär. Ine käbir esasy aýratynlyklar:

• Anisotropy:Bu aýratynlyk aýratynlygydyrpirolatiki grafit. Häsiýetleri gaty ugrukdyryjydyr. Gatlaklaryň tekizliginiň çäginde (uçarda), ajaýyp görkezditermylalweelektrik geçirijiligi. Şeýle-de bolsa, üstündePerpendikulýarGümürtiklere bu häsiýetlere ep-esli azaldy.
• Beýik ýylylyk geçirijiligi (uçarda): Pirolatiki grafitBoasts adatdan daşaryMalylylyk geçiripdirigatlaklarynyň tekizliginde, hatda misden has ýokarydyrotag temperaturasy.
• Pes termiki geçirijiligi (uçary perpendikulýar):Tersine, onuňMalylylyk geçiripdirigatlaklara perpendikulýar, gaty pes, bu ugurda ajaýyp ýylylyk izolýatoryny ýasamak.
• Diamagnetizm: Pirolatiki grafitgüýçlidirDIAMGNET-iň elementi, abatlanylmagyny aňladýarmagnitmeýdanlary. Bu emläk hem anizotrop.
• Highokary temperatura durnuklylygy:Bu gaty kynlaşyp bilerHighokary temperaturamöhüm zaýalanman inert atmosferada.
• Himiki inerttilik: Pirolatiki grafitbirnemeinert, köp himiki serişdeler bilen reaksiýalary garşy durmak.

4. Näme üçin Pirolýotiki grafit grafitvity-iň aç-açan geçirijileri beýle ajaýyp?

Adatdan daşaryPiralytiki grafigiň ýylylyk geçirijiligiGatlaklarynyň tekizliginde berk baglanandan (titremeler) netijelilik bilen hereket edýäruglerod atomtor. Doly, gaty gaplanan tolkuny, berk gaplanan materiallardan has çalt syýahat etmek ýaly, berk gaplanan materiallardan has çalt syýahat edýän ýaly pikir ediň. Içindäki güýçli kovanly baglanyşyklargrafenGatlaklar, minimal garşylyk bilen syýahat etmek üçin bu witrimalar üçin açyk ýol görkezýärler. MuňaMalylylyk geçiripdirimisiň bäşden birine çenli bolup biler.

Şeýle-de bolsa, sebäbi arasyndaky obligasiýalargrafit gatlaklaryGowşak (VAN der WALALLAR Güýçleri), lononlaryň aýlawyň üstünden ýylylygy geçirmekde kynçylyk çekýär. Bu pes derejäni düşündirýärMalylylyk geçiripdiriperpendikulýar tarapynda. Bu bu materialy laýyk gelýärýylylyk çümýär.

5. Pirolitik grafige anisotropyny öwrenmek.

Anisotropybelläp geçişi ýaly, esasy häsiýetdirpirolatiki grafit. Materialyň häsiýetleriniň ugramagyna baglylykda has üýtgeşik zatdygyny aňladýar. Bu onuň gatlakynyň gurluşynyň gönüden-göni netijesidir. Gowy meňzeşlik agaçdyr, agaçdan üstündäki odun bulaşdyrmak has aňsat.

Bu ugurlaryň köpüsi üçin bu ugur garaşlylyk möhüm ähmiýete eýe. Mysal üçin, onuň beýikligiUçarda uçarda ýylylyk geçirijiligiwe perpendikulýar pesMalylylyk geçiripdiriElektron enjamlar ýaýramagçylary üçin elektron önümler ýaýramagy üçin amatly ediň, ýöne beýleki ýerlere ýaýrmagynyň öňüni alýan wagtlary duýgur böleklerden ýylylykdan ýylylyk ediň. Ukybyraketagatlaklarypirolatiki grafit, nädip meňzeýärMiçasiňdirilýär, şeýle hem muňa goşulýaranisotropy.

6. Pirolitik grafigiň umumy programmalary haýsy?

Üýtgeşikpirolatiki grafigiň häsiýetleriAndisotik term dilini we elektrikiň hukuklaryny döredýän dürli programmalar üçin amatly ediň. Käbir açar ulanylan programmalar:

• Ýylylyk ýaýradýanlar we ýylylyk çümýär:Içindegielektron enjamlary, pirolatiki grafitnetijeli ýaýratmak üçin ulanylýaröndürýän ýylylykKomponentler boýunça komponentler boýunça, ygtybarly işlemeginiň öňüni alýan komponentler boýunça.
• Halyflar we galyplar:Onuň ýokary temperaturalyndaky garşylyk we himiki ýerleşiş, ýokary temperaturanyň metal şäherindäki gymmatlyklar boýunça ulanylýan süýjäpler üçin amatly materiallaşdyrýar.
• Monokromatorlar:Rentgen şöhlelerde we neýtron monokrotmatlarynda giňden ulanylýar.
• Biomeditaraplaýyn programmalary:Onuň biok populumlygy käbir lukmançylyk sanlanmalarynda ulanmagyna sebäp boldy.
• Aerospace komponentleri:Agramy ýokary temaly durnuklylygy we ýeňil häsiýete aerrospace programmalarynda gymmatlydyr.
• Gözleg mikroskofopy skaner:Pirolitik grafit, esasanamGookary gönükdirilen pirolitiki grafit grafit, a hökmünde ulanylýarsubstratitetiüçintuneli skanirlemektekiz we geçiriji ýer sebäpli mikroskopiýa (stm). Birnäçe gezek süzüp bolýar.

7. Elektron enjamlarynda we ýarymgeçirijilerdäki pirolantik grafit.

Içindeelektron enjamlaryweýarym ýarympudaklary,pirolatiki grafitýylylyk dolandyryşyda möhüm rol oýnaýar. Häzirki wagtda elektron okultlary öndürijilikli mukdarda ýylylyk we öndürijilik we uzynlygy üçin amatly dartşyjy üýtgedýär.Pirolatiki grafit"S-i adatdan daşaryUçarda uçarda ýylylyk geçirijiligiTerimeler we güýç güýçlendirijileri ýaly gyzgyn tegmillerden ýylylygy ýaýratmak üçin ajaýyp material çykarýar.

Mundan başga-da, pesMalylylyk geçiripdiriUçara perpendikulýar, ýylylygy izolat et, oňa garşy duýgur komponentleriň täsirinden peýdalanmaga kömek edýär. Inçe, ýeňil häsiýetpirolitik grafit sahypalarygiňişlik çäkli ýerinde ykjam elektron enjamlarda hem ulanmak üçin amatly edýär. Material hem hem ulanylarUelangyç öýjükleriüçinenergiýa saklamak.

8. Pirolitik grafit grafit görnüşleriniň beýleki görnüşlerine nädip laýyk gelýär?

Graftiň ähli görnüşleri esasy altyburçlyk uglerod gurluşyny paýlaşýarka,pirolatiki grafitýokary zakazly, gatlakly gurluş sebäpli tapawutlanýar. Bu beýleki görnüşler bilen deňeşdirilende aýratyn häsiýetleri berýär:

• Tebigy grafit:Eartherden gazylan, tebigy gämä münen ýa-da ondanam az sargyt edilen gurluşy barpirolatiki grafit, netijede pesditermylalweelektrik geçirijiligi.
• Adaty grafitýa-daEmeli grafite:Bu, adatça öndürilýäruglerod garawe pürest, soň bişirilen we bişirilen. Oňa deňeşdirilende has köp isotrop gurluşy bar (Sypatlar hemme taraplaýyn meňzeýär) bilen deňeşdirilendepirolatiki grafit.
• Grephene:Wagtyndapirolatiki grafitgaplanandan ybaratdyrgrafengatlaklar, ýeke gatlakgrafenhasam ajaýyp häsiýetleri bar. Şeýle-de bolsa, uly, kemçiliksiz listler öndürmekgrafenkynçylyk galýar.

Bu iki materiallary deňeşdirmek,pirolatiki grafitÇykaly we öndürijiligi bilen baglanyşykly deňagramlylyga zarba urýar, köp sanly goýmalary üçin amaly saýlamaga amaly saýlap aldylar. Gözden geçiriňÝokary güýç grafit blokyönüm sahypasy.

9. Pirolitik grafit ulanmagyň çäklendirmeleri we kynçylyklary haýsylar?

Köp artykmaçlyklaryna garamazdan,pirolatiki grafitkäbir çäklendirmeler bar:

• Ykrylyk:Deň derejede döwüp biler, esasanam kesik uçarlar boýunça döwülmäge meýilli bolup biler.
• Bahasy:CVD öndürýän önümçilik prosesi gymmat, ýasamapirolatiki grafitgrafitiň käbir beýleki görnüşlerinden has gymmat.
• Maşynlar:Öňünden nahar iýip bolar, anizotropiki tebigat takyk şekillere we çydamlylyga ýetmek kynlaşdyryp biler. MuňakristallaşmaweInhoMomighit-täsir edip biler.
• Ýokary temperaturada oksidiýa:Inert atmosferada durnukly bolsa-da,pirolatiki grafitoksidiýa (kislorod bilen reaksiýa) edip bilerýokary temperaturaHowada howa poatessiz käbir ýokary temperaturaly programmalarda ulanylmagyny çäklendirip, çäklendirilmegini çäklendirdi. Aşakda saklanmalydyr400 ° C..

10. Pirolitik grafigiň geljegi: çykýan arzalar we gözleg.

Gözlegler täze we tolgundyryjy arzalary öwrenmäge dowam edýärpirolatiki grafit. Gyzyklanma ugurlaryny öz içine alýar:

• Ösen ýylylyk dolandyryşy:Elektralaryň enjamlary kiçeldmegiň we has netijeli ýaýsyzdygyny çözmegiň zerurlygy sebäpli, has netijeli ýaýsyzlygyň çözgütleriniň mundan beýläk-de ösjekdigini iň güýçli bolmagy üçinpirolatiki grafit-Butan materiallar.
• Energetika ammary:Onuňelektrik geçirijiligiwe gylalan gurluş gurluş, ösen batareýalarda we säwliklerde ulanylmagy üçin potensiala çykýan kandidat görkezýär. MaterialHimiki taýdan inert.
• Datçikler:Özboluşly häsiýetleri dürli görnüşli donorlarda ulanmak üçin derňelýär.
• Biomarist in Engineeringenerçiligi:Onsoň terjimehalynda gözleg we lukmançylyk enjamlarynyň we implantalarynda täze programmalara sebäp bolup biler.
  * Molekulalary öwrenmekÝerüsti alymlar, dürlüligi öwrenmek üçin substratyň substratyny ulanýarlararomiki molekulalar. Hopg a berýärArassa ýerüstigalansoňamsagatlar üçin howa. Substratmolekulalary durnuklaşdyrýar ** we geçiriji uçary üpjün ediň.
• Nanovord: Thenanovordgörkezmek üçin görünýärdiýarymgeçirişözüni alyp baryş.

Esasy eşik: Pirolýotiki grafit zerur zatlar

• Pirolatiki grafitýokary sargyt edilen, gatlakly gurluşly grafitiň özboluşly görnüşidir.
• Aýratynlaşdyrýaranisotropy, beýikligi bilentermylalweelektrik geçirijiligiuçuşyň gatlagynyň tekizliginde we perdematiýanyň uçary tekizligiň perdesi.
• Himiki bug arkaly öndürilýärdepozition (pirolizs), häsiýetlerine gözegçilik etmäge mümkinçilik berýän proses.
• Esasy programmalar ýylylyk ýaýradalary, malkapçylyksyz, ýylappa komponentlerini we substumiononlary öz içine alýar.
• Bu gymmatly materialelektron enjamlaryMalarmar dolandyryjylar üçin ýarymgeçirijiler.
• Grafigiň käbir dürli görnüşlerine garanyňda, özboluşly häsiýetleri bolan programmalary talap etmekde ulanýandygyny esaslandyrdy.
• Dowam edýän gözleg energiýa ammarynda, duýgur we biomo bidomizasiýa ulgamlarynda täze programmalary öwrenýär.
• Bizi öwrenmegi ýatdan çykarmaňBeýik arassa 99,9% grafit poroşokweEreýän ýokary temperatura çydamly grafit çydamly çydamly çydamlyÖnüm sahypalary.
• Bizi göz öňünde tutuňelektrode materiallaryzerurlyklar.
  Grafitiň bölünendigiπ SURBüstündeGraphne listleri emele getiriňelektrik üçin jogapkärdirGeçiriş we termikidurnuklylygy.
• Düşünmek möhümdirbölünip berlen π-baglanyşyklistleriň arasyndahabarly satyn alyş kararlaryny bermek.