碳纖維和石墨稀的區別

[編輯:Cyx]  [發布時間:2015-09-23]  [錦橋紡織網]

　　碳纖維和石墨稀互為同素異形體，兩者是都由碳原子構成的單質，但碳原子的排列方式不同。
　　碳纖維（carbonfibre），顧名思義，它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
　　與傳統的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。
　　有學者在1981年將PAN基CF浸泡在強堿NaOH溶液中，時間已過去20多年，它至今仍保持纖維形態。
　　石墨烯是一種二維晶體，最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準確地，應稱為“載荷子”(electricchargecarrier)，的性質和相對論性的中微子非常相似。
　　人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。
　　當把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。
　　石墨烯比碳纖維強20倍
　　石墨烯（graphene）是有一層二維平面排列的碳原子層組成，其中的碳原子以sp2雜化連接，緊密排列在蜂巢晶體點陣上。sp2雜化碳原子的鍵長為0.142nm。石墨烯是世界上最薄的二維材料，其厚度僅為0.35nm。石墨烯獨特的結構使其具有許多的特殊性質。由于是由單原子層構成，石墨烯的比表面積極其大，其理論計算值高達2600m2/g?？茖W家使用原子尺寸的金屬和鉆石探針對它們進行穿刺，從而測試它們的強度，讓科學家震驚的是，石墨烯可能比鉆石還強硬，它的強度高達130GPa，比世界上最好的鋼鐵還高100倍，比高強碳纖維還高20倍。石墨烯的熱導率可達5000（W/(m•K)，為金剛石的3倍。其載流子遷移率達15000cm2/Vs，是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦的兩倍，比商用硅片的遷移率大10倍以上。
　　石墨烯的電子結構和電學性質也非常獨特。石墨烯是能隙為零的半導體，其價帶（π電子）和導帶（π*電子）相交于費米能級處（K和K′點），在費米能級附近其載流子呈現線性色散關系。石墨烯中電子的運動速度為到光速的1/300，其電子行為要用相對論量子力學中的狄拉克方程進行描述，電子的有效質量為零。
　　石墨烯還具有室溫量子霍爾效應，極性電場效應，室溫鐵磁性等特殊性質。由于具有上述優異的性能，石墨烯在許多領域具有廣闊的應用前景。例如，石墨烯可以用于制造超級電容器，晶體管，透明導電電極，集成電路，氣體傳感器增強填料等。
　　石墨烯引起了科學界的巨大興趣和廣泛關注，在其自2004年被發現以來后的短短幾年時間內已經成為物理學、化學、材料學等諸多學科的一個新興的研究熱點。
　　石墨烯是碳纖維的替代品，那么受沖擊最大的就是碳纖維，把石墨烯當作利好炒作碳纖維事實上是大錯特錯。碳纖維和石墨稀的區別