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碳基材料在能源存储方面的应用

发布时间: 2022-04-16 10:00:52

㈠ 炭/碳材料在国防军事中的应用

高性能炭/炭航空制动材料是以炭纤维为增强体、炭为基体的先进复合材料。它具有密度低、性能好、寿命长等特点,代表了当今航空制动材料的发展方向。由中南大学发明的高性能炭/炭航空制动材料,不仅使我国成为了世界上继美、英、法后第四个能生产高性能炭/炭航空制动材料的国家,而且建立了全新的、完整的高性能炭/炭复合材料制备技术体系,满足了我国在航空、航天及国防军事领域的急需。
为了发展我国炭/炭航空制动材料制备技术,中南大学组织了材料、化学、冶金、机械、电子、航空六大学科的工程技术人员分成六大子课题进行联合攻关。经过20多年的不懈努力,攻克了高性能炭/炭航空制动材料制备方法、工艺装备、性能测试与评价等一系列技术难题,形成了重大发明:(1)在国内外首次设计采用了全炭纤维预制体及炭纤维表层原子结构处理技术,解决了热解炭与炭纤维界面结合弱这一长期未能解决的高难度问题。由此制得的炭/炭复合材料与聚丙烯腈预氧丝制得的相比,其弯曲强度、压缩强度、剪切强度等力学性能均提高了30%,耐磨性提高了20%以上。(2)在国内外首创了逆定向流-径向热梯度沉积热解炭技术。炭源气逆温度梯度而流动,大大改善了沉积状态,使沉积速度提高了一倍,并实现了热解炭碳原子团的可控排列增密,获得优质的热解炭结构。(3)发明了热解炭和树脂炭两相复合结构技术。热解炭和树脂炭的协同作用显着提高了材料高能摩擦性能,亦实现了摩擦性能的调控。(4)发明了系列的高温热处理工艺技术。通过高温热处理调整炭纤维和基体炭的微观结构,改善了材料的热物理性能和力学性能。(5)发明了自愈合抗氧化特种复合涂层技术。该涂层致密度高、热匹配性好、结合力强,显着提高了炭/炭制动材料的抗氧化性能。
在该发明的研究进程中,中南大学研究人员从基础研究到工程应用取得了一系列创新成果:在理论上发现了化学气相沉积(CVI)微区气氛沉积机理,提出了微气氛作用模型,实现了对热解炭结构和性能的调控;发现了摩擦膜形成的微观机理,为材料结构的设计和制备工艺的控制奠定了理论基础;自主发明并设计制造了6大类30余台成套关键工艺装备;创立了材料性能测试和评价方法;建立了我国首个炭/炭航空制动材料地面试验装置及规范和试飞标准;建设了高性能炭/炭航空制动材料示范工业生产线;构建了我国自己的高性能炭/炭复合材料制备工业技术平台;形成了9项国家发明专利。
高性能炭/炭航空制动材料的成功研制,中国民航总局颁发的第一个大型飞机炭/炭刹车副零部件制造人批准书的获得,标志着我国实现了高性能航空制动材料国产化,具有显着的社会效益和经济效益。第一,解决了我国高性能航空制动装置用材问题,确保了国家航空战略安全。第二,其产品已应用于国内航线的大型飞机和军用战斗机,并且已与俄罗斯签订合同为新型俄制图-204、214大型飞机提供炭/炭刹车副。第三,该制动材料应用于大型民航飞机,可减轻飞机重量数百公斤,并且使用寿命是传统制动材料的4倍,从而极大地提高了航空飞行器的性能和效益。第四,该制动材料应用于军用战斗机,能增加有效机载量,提升制动性能,缩短着陆行程,显着提高我军战斗机的续航能力和战技水平。第五,利用该发明技术平台研制生产的耐高温、抗烧蚀、轻质高强炭/炭复合材料,已成功应用于航天火箭发动机的特殊和关键部件,显着提升了航天火箭的推进系统水平和综合性能,获得了航天产品工艺定型书,在航天发动机上得到批量应用,为国家航天和国防现代化建设作出了重要贡献。

㈡ 什么材料储存电能最好

正据报道,美国德克萨斯大学的科研人员将一个原子厚度的石墨作为超级电容器元件中储存电荷的新型碳基材料,有望为风能、太阳能等可再生能源的大规模使用铺平道路。研究人员称,通过该元件,电荷可以快速地储存于石墨层上,并且可以使现有超级电容器的容量翻番。

㈢ 碳基材料是什么意思

碳/碳复合材料(c-c composite or carbon-carbon composite material)是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好,以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点,是如今在1650℃以上应用的少数备选材料,最高理论温度更高达2600℃,因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。

㈣ 碳基的电池为什么难以大规模普及

因为这东西技术含量太高,又太烧钱,一般高校玩不起,最多也就是做个关键材料,像催化剂和膜,弄台电化学工作站就可以让研究生干活发文章了,而要想搞膜电极,短堆,大堆不仅仅是材料的问题了,里面涉及一系列水电热控制和管理,需要N多年的积累和摸索。

㈤ 铜箔的用途有哪些

电解铜箔的用途与要求(2)
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1.4.2 电解铜箔的基本要求

1)外观品质

铜箔两面不得有划痕、 压坑、 皱褶、 灰尘、 油、 腐蚀物、 指印、 针孔与渗透点以及其他影响寿命、 使用性或铜箔外观的缺陷。

2)单位面积质量

在制造印刷线路板时, 一般来说, 在制造工艺相同的条件下, 铜箔厚度越薄, 制作的线路精度越高。但是, 随着铜箔厚度的降低, 铜箔质量更难控制, 对铜箔的生产工艺要求就越高。一般双面印刷线路板和多层板的外层线路使用厚度0.035mm铜箔, 多层板的内层线路使用厚度0.018mm铜箔。0.070mm的铜箔多用于多层板的电源层电路。随着电子技术水平的不断提高, 对印刷线路的精度要求越来越高, 现在已大量使用0.012mm铜箔, 0.009mm、 0.005mm的载体铜箔也在使用。

3)剥离强度

在制造印刷线路板时, 铜箔的重要特性在铜箔标准中都有明确要求。但对剥离强度, 无论是IEC、 IPC、 JIS还是GB/T5230, 都没有对此作出明确要求, 仅规定剥离强度应符合采购文件规定或由供需双方商定。对于PCB用电解铜箔, 所有性能中最重要的就是剥离强度。铜箔压合在覆铜板的外表面, 如果剥离强度不良, 则蚀刻形成的铜箔线条可能比较容易与绝缘基板材料的表面脱开。为使铜箔与基材之间具有更强的结合力, 需要对生箔的毛面(与基材结合面)进行粗化层处理, 在表面形成牢固的瘤状和树枝状结晶并且有较高展开度的粗糙面, 达到高比表面积, 加强树脂(基材上的树脂或铜箔粘合剂树脂)渗入的附着嵌合力, 还可增加铜与树脂的化学亲和力。

一般, 印刷线路板外层用电解铜箔, 剥离强度需要大于1.34kg/cm。

4)抗氧化性

20世纪90年代以来, 由于印刷电路技术的发展, 要求形成印刷电路板的覆铜箔层压板必须能经受比过去更高的温度和更长时间的热处理。对铜箔表面, 尤其是对焊接面(铜箔光面)的抗热氧化变色性能提出了更高的要求。

除以上4项主要性能要求外, 对铜箔的电性能、 力学性能、 可焊性、 铜含量等均有严格要求。具体可参见IPC-4562《印刷线路用金属箔标准》。

锂离子电池用电解铜箔, 目前还没有统一的国标或行业标准。

1.4.3 电解铜箔发展趋势

电解铜箔的发展一直追随着PCB技术的发展, 而PCB则随着电子产品的日新月异不断提高。电子器件日趋小型化, 印刷电路表面安装技术的不断发展以及多层印刷电路板生产的不断增长而促使印刷电路趋向细密化、 高可靠性、 高稳定性、 高功能化方向发展, 由此对电解铜箔的性能、 品种提出了更新更高的要求, 使电解铜箔技术出现了全新的发展趋势。缺陷少、 细晶粒、 低表面粗糙度、 高强度、 高延展性、 更加薄的高性能电解铜箔将会广泛地应用在高档次、 多层化、 薄型化、 高密度化的印刷电路板上, 据估计其市场应用比例将达到40%以上。

①优异的抗拉强度及伸长率铜箔。常态下的高抗拉强度及高延伸率, 可以改善电解铜箔的加工处理特性, 增强刚性避免皱纹以提高生产合格率。高温延伸性(THE)铜箔及高温下高抗拉强度铜箔, 可以提高印刷板的热稳定性, 避免变形及翘曲。

②低轮廓铜箔。多层板的高密度布线技术的进步, 使得传统型的电解铜箔不适应制造高精细化印制板图形电路的需要。因此, 新一代铜箔——低轮廓(low proffle, LP)和超低轮廓(VLP)电解铜箔相继出现。毛面粗糙度为一般粗化处理铜箔的1/2以下为低轮廓铜箔, 毛面粗糙度为一般粗化处理铜箔的1/3以下为超低轮廓铜箔。低轮廓铜箔的结晶很细腻, 为等轴晶粒, 不含柱状晶体, 是成片层晶体, 且棱线平坦、 表面粗糙度低, 一般同时具备高温高延伸率和高抗拉强度。超低轮廓铜箔(VLP)表面粗糙度更低, 平均粗糙度为0.55μm(一般铜箔为1.40μmm), 同时, 具有更好的尺寸稳定性, 更高的硬度等特点。

㈥ 碳基储氢材料的储氢量的影响因素

影响储氢合金吸除能力的因素有:角质层的厚薄、皮肤含水量、毛孔的状态。

气态存储是对氢气加压,减小体积,以气体形式储存于特定容器中,根据压力大小的不同,气态储存又可分为低压储存和高压储存。氢气可以像天然气一样用低压储存,使用巨大的水密封储槽。该方法适合大规模储存气体时使用。

由于氢的密度太低,应用不多。气态高压储存是最普通和最直接的储存方式,通过高压阀的调节就可以直接将氢气释放出来。普通高压气态储氢是一种应用广泛、简便易行的储氢方式 ,而且成本低, 充放气速度快 , 且在常温下就可进行。

但其缺点是需要厚重的耐压容器, 并要消耗较大的氢气压缩功, 存在氢气易泄漏和容器爆破等不安全因素 。一个充气压力为 15 MPa 的标准高压钢瓶储氢重量仅约为 1.0 %;供太空用的钛瓶储氢重量也仅为 5 % 。可见, 高压钢瓶储氢的能量密度一般都比较低。

㈦ 谁能提供储氢孔道类化合物的相关资料

多孔吸附储氢材料研究进展来源:中国化工信息网 2006年8月16日 氢能,因其具有众多优异的特性而被誉为21世纪的绿色新能源。首先氢能具有很高的热值,燃烧1 kg氢气可产生1.25×106kJ的热量,相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭完全燃烧所产生的热量;其次,氢燃烧释能后的产物是水,对环境友好无污染,是绿色清洁能源;此外,氢是宇宙中最丰富的元素,来源广泛,可通过太阳能、风能、地热能等自然能分解水而产生,为可再生能源,不会枯竭。当前,世界上许多国家都在加紧部署、实施氢能战略,迎接氢经济时代的到来,如美国针对规模制氢的“Future Gen”计划,日本的“New Sunshine”和欧洲的“Framework”计划等,氢能的利用关键在于氢的存储及储氢材料的开发,有关储氢材料的研究主要可以概括为三大类:金属储氢材料、多孔吸附储氢材料、有机液态储氢材料等。本文主要针对当前储氢材料的研究热点和存在问题,对多孔吸附储氢材料的国内外研究状况进行了较为详细的论述,并对其未来发展趋势进行展望。 1 氢的存储标准与储存现状 衡量储氢性能的标准主要有两个:体积密度(kgH2/m3)和储氢质量分数。体积密度为单位体积系统内储存氢气的质量,储氢质量分数为系统储存氢气的质量与系统质量的比值。还有其它的参数,如充、放氢的可逆性、充放气速率及可循环使用寿命等同样非常重要。 传统的氢气存储方式主要有气态和液态两种。气态方式较为简单方便,也是目前储存压力低于17MPa氢气的常用方法,但体积密度较小是该方法严重的技术缺陷,而且气态氢在运输和使用过程中也存在易爆炸的极大安全隐患。液态储氢方法的体积密度(70kg/m3)高,但氢气的液化需要冷却到20K的超低温下才能实现,此过程消耗的能量约占所储存氢能的25%-45%。而且液态氢使用条件苛刻,对储罐绝热性能要求高,目前只限于在航天技术领域应用。利用储氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的固体储氢方式,能有效克服气、液两种储存方式的不足,而且储氢体积密度大、安全度高、运输便利。根据技术发展趋势,今后储氢研究的重点是在新型高性能大规模储氢材料上,目前研究比较广泛和深入的主要是多孔吸附储氢材料。 2 多孔吸附储氢材料 多孔固体材料储氢,因其工作压力低、储存容器重量轻、形状选择余地大等优点,成为当前储氢材料开发和研究的热点。作为储氢用多孔吸附材料基本上可分为4类:碳基多孔材料、非碳纳米管类材料、矿物多孔材料和金属有机物多孔材料。 2.1 碳基多孔材料 在吸附储氢材料中,碳基材料是非常好的吸附剂,主要包括活性碳和碳纳米管等。活性炭储氢是在中低温(77-273 K)、中高压(1-10 MPa)下利用超高比表面积的活性炭作吸附剂的吸附储氢技术。与其它储氢技术相比,超级活性炭储氢具有经济、储氢量高、解吸快、循环使用寿命长和容易实现规模化生产等优点,是一种颇具潜力的储氢方法。在活性炭中分布着很多尺寸和形状不同的小孔,一般根据孔的尺寸可以将其分为3类;即孔径<2nm的微孔,2-50nm的中孔,>50nm的大孔。微孔又可细分为超微孔(0.7-2nm)和极微孔(<0.7 nm)。大孔主要是作为被吸附分子到达吸附点的通道,控制着吸附速度;中孔和大孔一样,也支配着吸附速度,但在较高浓度下会发生毛细凝聚,同时还作为不能进入微孔的较大分子的吸附点;微孔是由纤细的毛细管壁构成,因而可使材料表面积增大,相应地也使吸附量提高。研究证实,能够吸附两层氢的孔的大小是最合适的吸附氢的孔尺寸(大约0.6nm)。同时活性炭储氢性能与温度和压力也密切相关,温度越低,压力越高,储氢量越大。低温时,在4.5-6MPa的压力下就可储氢5.2%(质量分数),而相同压力下,室温时的储氢量却只有0.1%左右。周理等用比表面积为3 000m2/g,微孔容积为15 mL/g(依据CO2吸附)的超级活性炭来储氢,在77k(低温、3 MPa下就可储5%的氢气,但随温度升高,储氢量越来越低。 碳纳米管也是一种储氢量大的碳基吸氢材料,有多壁碳纳米管(MWNT)和单壁碳纳米管(SWNT)之分。SWNT和MWNT的共同特点是由单层或多层的石墨片卷曲而成,具有长径比很高的纳米级中空管。中空管内径为0.7到几10 nm,特别是SWNT的内径一般<2nm,而这个尺度是微孔和中孔的分界尺寸,这说明SWNT的中空管具有微孔性质,可以看作是一种微孔材料。氢气在碳纳米管中的吸附储存机理比较复杂,根据吸附过程中吸附质与吸附剂分子之间相互作用的区别,可分为物理吸附和化学吸附。碳纳米管最早由日本饭岛博土在1991年首先制得,1997年Dillin开辟了碳纳米管储氢研究的先河,用单壁碳纳米管在室温和氢气压力40 kPa时得到储氢量5%-10%,并指出氢在高温吸附位上是物理吸附,碳纳米管的储氢量为活性炭的10倍。李雪松、慈立杰等分析了结构和表面特性对碳纳米管储氢性能的影响,认为官能团的存在不利于氢气的吸附。他们通过对碳纳米管进行高温石墨化处理,有效清除了表面官能团并改善了多壁碳纳米管的晶化程度,在25℃、10MPa下测定的储氢容量达到了4%。有学者研究了金属掺杂对碳纳米管储氢容量的影响,Chen等报道的掺杂Li及掺杂K的多壁碳纳米管的储氢量分别高达20%及14%(200-400℃、常压)。但是,Ralp.T.Yang认为,可能是容器中的气体混入了水气才得出如此高的储氢量。于是Yang用与Chen同样的方法及超纯氢(>99.999%)重做了碱金属掺杂的碳纳米管的储氢实验。结果表明,若用干燥的氢气作为氢源,掺碱金属的碳纳米管的储氢能力只有2%左右。此外,使用催化剂可以有效增强碳纳米管对氢的吸收。Reaju Zacharia等研究了掺杂部分Pd和V的碳纳米管的储氢性能,结果发现其储氢量相对未掺杂时增加了近30%,同时掺杂后的碳纳米管表现出了更好的吸氢动力学性能。 2.2 非碳纳米管类材料 纳米管是一类极具潜力的储氢材料,除了碳纳米管外,人们还对BN、TiS2和MoS2等纳米管材料的储氢性能进行了深入研究。 BN纳米管具有和碳纳米管相似的电子构型和显微结构,因而引起科研工作者的极大兴趣。Ma等运用化学气相沉积法在2000K,N2/NH3气氛下,以热解B-N-O前驱体的方式制备了多壁型和竹子型两种BN纳米管。在10 MPa的压力下,其储氢量分别为1.8%和2.6%,而传统工艺制备的BN粉末的储氢量仅为0.2%左右。多壁型BN纳米管的吸氢量相对较低,这主要因为多壁型BN纳米管具有封闭式结构,氢只能吸附在其外表面和空隙中;而竹子型BN纳米管被认为是具有聚合化的纳米钟构造,具有更多的内在结构缺陷,而且在其外表面有很多边缘开裂式结构的层,有效增加了其比表面积,从而极大的改善了材料的储氢能力。由此可见比表面积对材料的储氢性能有着显着的影响。深入的研究进一步印证了这一点,加热运用CVD法制备的BN纳米管,使其具备折叠弯曲结构,在10MPa的压力下,其储氢量可达4.2%,BET测试显示其比表面积从开始254.2 m2/g增加为789.1 m2/g。 在TiS2材料中,S-Ti-S层与层之间通过范德华力的作用结合在一起,外来氢原子可以很容易的嵌入到层中,从而实现储氢,因而TiS2也是一种较好的储氢材料。Chen等合成了多壁型的TiS2纳米管,其为末端开口的管状结构,管的外径为30nm,内径为10nm,层间距约为0.57nm。这种TiS2纳米管为六方纳米晶相,其储氢量在25℃,4 MPa下可达2.5%,但是随着温度的升高,其吸氢量会迅速降低。TiS2纳米管吸氢主要是通过化学吸附(40%)和物理吸附(60%)来进行。 MoS2纳米管也是一种与碳纳米管非常类似的纳米管,它可以通过(NH4)2MoS2与氢气直接反应获得。首先,多晶的(NH4)2MoS2在氢气氛下球磨,球磨后的粉料放在氧化铝基片上,在400℃下煅烧1 h就可制备成纯度为90%的线状MoS2纳米管。这种纳米管经过KOH处理后,可以引进更多的结构缺陷,使其比表面积明显增加,由处理前的22 m2/g增大为28m2/g,其储氢量在25℃,3 MPa下可达1.2%,而相同条件下,多晶的MoS2的吸氢量只有0.2%左右。 2.3 矿物多孔材料 矿物多孔储氢材料是指具有结构性纳米孔道的多孔矿物,如:沸石、坡缕石、海泡石等,其纳米孔道可以是一维或二维,甚至是三维尺度,通常具有较大的比表面积,且外表面积相对于内比表面积可以忽略不计。理论上,多孔矿物储氢原理与多孔固体材料储氢相似,但由于矿物表面通常具有极性,而极性表面会对氢分子产生静电吸引,因此矿物储氢的形式可能是多样的。目前被广泛进行储氢性能研究的多孔矿物主要是沸石。 沸石是一种多孔铝硅酸盐矿物,通常按来源划分为天然沸石(如丝光沸石、浊沸石、八面沸石等)及合成沸石(如A型、X型、Y型等)两种类型。沸石通常具有独特的笼,如α、β笼等。笼与笼之间由多元环相连形成孔道。形成的孔道可在一维、二维或三维方向上相通,分别形成一维孔道体系(如方沸石等)、二维孔道体系(如钠沸石、斜发沸石等)或三维孔道体系(如A型沸石和B型沸石等)的孔结构。沸石笼,尤其是大空腔的笼(如α笼被认为是一种天然、良好的储氢单元。Nijikamp等对ZSM-5沸石(430 m2/g)的试验研究表明,在77 K、1×105Pa条件下其储量达0.7%。增加储氢压力至70-90 MPa,沸石的每个α笼可吸附2-2.5个氢分子,氢吸附量至少达2%,与理论计算结果基本相符。Weitkamp等对具有不同可交换阳离子的A型沸石的氢吸附性能的研究结果表明,除CsA沸石外,含K+、Na+、Rb+等可交换阳离子的A型沸石都具有一定的储氢能力,在压力为2.5-10 MPa,温度为300K条件下,氢吸附量达到了5.7cm3/g。 总的来说沸石类多孔矿物材料的储氢效果还不甚理想,这主要是因为此类材料自身具有相对较大的单位质量,同时材料中含有许多不能吸氢的大直径的空间等。因而在新的储氢材料设计上应注意以下几个方面:新材料应以轻元素为构架,尽可能少含甚或不含重元素;避免材料中出现无谓的不能吸氢的空穴单元,同时,新的构架还应有助于增强氢气与材料的相互作用能。有鉴于此,近年来人们开发出一类新的储氢材料——金属有机物骨架多孔材料。 2.4 金属有机物多孔材料 Edi等首次提出了基于金属离子和有机羧酸酯联接剂制备具有网络结构化合物的理论。该方法运用分子自组装的工艺可对材料的多孔结构进行,材料中孔的大小和功能可以系统地变化。MOFs是目前报道的最轻的晶体材料,其密度甚至可以小到0.21g/cm3。Zn4O(L)3是一种典型的具有立方结构的MOFs材料,Omar M.Yaghi合成了一系列的MOFs材料。材料中,Zn4O基团位于立方晶胞的顶角位置,被作为线性联接剂的有机羧酸酯L联在一起。MOF-5在78 K时具有高达4.5%的储氢量,即使在室温、1 MPa的压力下,其储氢量也达到了0.5%,通过使用不同的有机联接剂,甚至可以使其吸氢量达到原来的4倍。 除却制备因素的影响外,有机联接剂对氢气的吸附有着极为重要的影响。Hubnoer通过理论研究发现氢气分子与不同有机联接剂间的相互作用能会随着官能团的不同而发生系统的变化。吸引电子基团降低了相互作用能,而排斥电子基团会增加相互作用能;同时,大的芳香族联接剂会比单个的苯环好的多。当前,人们对氢气在MOFs材料中的行为研究还不是很清楚,有机联接剂作为氢气的束缚位置起到了很重要的作用,同时材料中孔的相对尺寸及氢气分子与孔表面的相互作用能等也是很重要的影响因素。孔的相对尺寸要做到既能增加单位体积材料中小孔的数目,又能增加单位体积材料的有效束缚点,这样将会显着改善材料的储氢性能。pan等进行了这方面的相关研究,合成了一种Cu基的称作MMOM的材料。这种材料具有类似单壁碳纳米管的物理性能,同时在某些方面又优于碳纳米管,如:材料中整合了吸氢金属但是不会象独立的吸氢金属那样过于强烈地束缚住氢,使其难以脱附;其中的有机成分可有效改善材料与氢的相互作用;材料中开放的有序管道可以使氢气快速高效地进入材料内部空间,可显着改善材料的吸放氢动力学性能。经过测试,这种材料的储氢体积密度达到了0.0147gH2/cm3,相对于前面提到的MOF-5(储氢体积密度是0.0099 gH2/cm3)提高了近50%。Zhao等合成了具有许多小的通道的Ni基的MOFs材料,研究了孔的空间阻碍对材料的储氢性能的影响。他们发现在吸放氢的过程中,该材料表现出了非常特殊的滞后效应,氢气主要吸附在孔容在0.149和0.181 cm3/g的小孔中。这种小孔只允许氢气通过,使氢气在较高的压力下被吸附而在较低的压力下脱附,从而起到氢分子窗口的作用。 3 展望 多孔吸附储氢材料的研究有着深远的意义。未来的研究工作应致力于以下几个方面:①多孔材料储氢机理的探索,人们已经合成出了许多非常具有储氢潜力的多孔储氢材料,但对各类材料的具体吸放氢机理没有进行系统化的研究,更没有达成共识;②材料的研究中应满足原料来源广、成本低、制造工艺简单,比重小、氢含量高,可逆吸放氢速度快、效率高,循环使用寿命高等一系列要求;③在改善原有材料性能的基础上,同时要注重于新的储氢材料的开发。国际能源协会(IEA)规定未来新型储氢材料的标准:在低于373 K下吸氢容量大于5%,对于这样的标准,我们的研究工作任重而道远

㈧ 彭练矛说碳基电子是国产芯片技术突围利器,他为何这么说

彭练予是谁?他是中国科学院院士、湖南先进传感与信息技术创新研究院院长,他在“碳基材料与信息器件研讨会” 上表示,针对中国半导体材料、制造工艺和芯片设计落后的状况,碳基电子大有所为,其对国产芯片技术突围具有重要价值和意义。

多年来,为了在碳芯片研究上取得突破,国家投入了巨大的研发资金。日前,北京元芯碳基集成电路研究院宣布,中科院北京大学教授彭练矛和张志勇率领团队突破了长期困扰碳基半导体制备的瓶颈。有评论称,这项成果相对美、韩等国当前先进的硅基半导体技术,不是“弯道超车”,而是“造路超车”,将促进全球半导体行业迎来大洗牌。

㈨ 碳基材料种类

以碳纤维(织物)或碳化硅等陶瓷纤维(织物)为增强体,以碳为基体的复合材料的总称。
说到底碳基复合材料就是以碳单质为基体的复合材料,因为这个基体已经很牛了,所以要配上些给力的增强体。
碳碳复合材料
碳化硅增强碳复合材料(增强体在前基体在后,就像钢筋混凝土)

㈩ 碳纳米管的前景

碳纳米管应用前景广阔 不久将被广泛应用

说起碳纳米管,可能不是每个人都知道个一二三,但实际上它离我们并不遥远。专家们预计,在不久的将来,由碳纳米管制成的各种材料可望在实际生活中得到广泛应用,到时候,人们可能在不经意间就大量接触碳纳米管了。这是记者今天在清华大学召开的第27届国际炭素会议上了解到的信息。 碳纳米管又名巴基管,是一种具有独特结构的一维量子材料。由于具有独特的电子结构和物理化学性质,碳纳米管在各个领域中的应用已引起了各国科学家的普遍关注。 我国碳纳米管研究专家、中科院金属研究所成会明研究员告诉记者,碳纳米管本身所拥有的潜在优越性,决定了它无论在物理、化学还是材料科学领域都将有重大的发展前景。比如在材料科学领域,碳纳米管的长度是其直径的几千倍,被称为“超级纤维”。它的强度比钢高100倍,但密度只有钢的六分之一。它们非常微小,5万个并排起来才有人的一根头发那么宽。利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料。利用碳纳米管制成的复合材料不仅力学性能优良,而且抗疲劳、材料尺寸稳定,滑动性能也不错,在土木、建筑、海洋工程等方面被大量使用。 成会明研究员说,由于碳纳米管壁能被某些化学反应所“溶解”,因而它们可以作为易于处理的模具。用金属灌满碳纳米管,然后把碳层腐蚀掉,还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线。此外,利用碳纳米管做为锂离子电池的正极和负极可以延长电池寿命,改善电池的充放电性能。 碳纳米管还被认为是制造新一代平面显示屏的好材料。中科院金属所李峰博士说,目前的电视都是利用电子枪向屏幕发射电子来成像的,如果使用具有高度定向性的单壁碳纳米管作为电子发送材料,不但可以使屏幕成像更清晰,而且可以缩短电子到屏幕之间的距离,从而制成更薄的电视机。 在能源科学方面,碳纳米管也有着广泛的应用。李峰博士说,碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢元素,利用这种方法制成的燃料不但安全性能高,而且是一种清洁能源,在汽车工业将会有广阔的发展前景。不过,这种技术目前还不成熟,国际上也有专家对此不太认同。 成会明研究员和李峰博士告诉记者,虽然我国碳纳米管研究起步比较晚,但发展迅速,目前我国在储氢和单壁纳米材料的制备上都走在了世界的前列。他们认为,随着对碳纳米管研究的不断深入,它在实际生活方面的应用前景将会更加广阔。