産業資訊 / Industry

石墨烯在航空領域中的應用

全國兩會期間,作為全國政協委員、中國工程院院士、中國航發科技委副主任、中國航發航材院科技主任陳祥寶接收了記者采訪,他表示,中國已經基本實現航空裝備關鍵材料的自主保障,可以基本滿足目前在研、在制、在役航空發動機上的需要,未來要着力構建先進航空發動機材料體系。

石墨烯自從在2004年發現以來,到2010年英國曼徹斯特大學的科學家利用膠帶剝離高定向熱解石墨獲得了獨立存在的高質量石墨烯并提出表征石墨烯的光學方法後而備受矚目。

石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成的二維蜂窩狀結構,是構成其他維數碳材料的基本結構單元。石墨烯可以包覆成零維的富勒烯,卷曲成一維的碳納米管或者堆垛成三維的石墨。具有極好的結晶性、力學性能和電學質量。

特性:

石墨烯在航空領域中的應用

由于石墨烯良好的特性,其在塗料、橡膠、化纖等方面而廣泛應用。全國兩會期間,作為全國政協委員、中國工程院院士、中國航發科技委副主任、中國航發航材院科技主任陳祥寶接收了記者采訪,他表示,中國已經基本實現航空裝備關鍵材料的自主保障,可以基本滿足目前在研、在制、在役航空發動機上的需要,未來要着力構建先進航空發動機材料體系。

目前航材院正集中探索超高溫結構材料、特種功能材料、納米材料、智能材料與結構、材料基因組等前沿技術,并實現了陶瓷基複合材料、石墨烯改性材料等領域的技術占位。“到2035年左右,更多新材料将會在我們的先進飛機和航空發動機上得到應用。”陳祥寶說。

石墨烯在航空領域中的應用

石墨烯在航空領域的進展:

韓國:利用在含銅和鎳的複合材料中使用石墨烯,發現了金屬-石墨烯納米層複合材料中單原子層石墨烯具有強化效應。

英國:加的夫大學工程學院在碳纖維樹脂基複合材料中加入石墨烯納米薄片(GNP)/碳納米管(CNT),用以提高碳纖維的增強能力。

美國:麻省理工的研究團隊研究發現,将石墨烯紙揉皺成一團,可以制備的超級電容器。

在航天熱電材料中的應用

目前國内已開展通過添加石墨烯來提高複合材料熱點轉換效率的研究。劉雅梅[32]用濕化學法合成石墨烯/Bi2Te3納米複合粉體,并通過靜電吸附、燒結制備的塊體納米複合熱電材料在400 K時ZTmax=0.73,表明石墨烯複合材料熱電性能優良。

在深空探測活動中,利用熱電材料直接将放射性同位素衰變熱轉換成電的能源供應方式将是深空探測器的首選,且已被成功應用于美國宇航局發射的“旅行者一号”和“伽利略火星探測器”等宇航器上。

在航天氣體傳感器中的應用

目前石墨烯已經用于航天傳感器方面,石墨烯具有大的比表面積、高的電子遷移率和易摻雜性的特點,這一特點決定了其作為傳感器敏感材料更具有極大的應用潛力。

石墨烯的平面結構導緻它的碳原子極易吸附氣體分子,被吸附的氣體分子則充當了電子的予體或受體,從而改變了石墨烯的電阻值,而且即便隻有單個氣體分子被吸附時,都可以通過石墨烯的電子傳輸速率和電阻值的變化産生相應的電信号被檢測到,這使得石墨烯對所處氣體環境極其敏感,此外石墨烯與不同成分氣體的作用效果也不同,可以利用石墨烯這些特點,來研發用于檢測低軌空間環境氣體成分及其變化的傳感器,如測量原子氧濃度的氣體傳感器。

(本文系轉載,并不代表本網站觀點,如涉及版權等問題,請聯系我們以便處理)

免费观看在线污污的视频,免费视频在线观看