石墨C—C键的温度、压力效应及键长的Raman频率表征

本文在20℃～550℃,0GPa～13GPa压力区间内测量了石墨的Raman光谱,并在20℃～1100℃温度范围内做了石墨的X光衍射实验。实验结果表明,TG64型石墨在20℃～750℃温度范围内C-C键长随温度升高而收缩,温度高于750℃时键长随温度升高而膨胀。高压Raman的结果表明,石墨的E_(2q)活性模的频率随压力升高分段线性收缩,分段点在4GPa附近。同时还对在常温常压下利用Raman频率计算石墨C—C键长的Fitzer公式做了修正,并分别给出了温度和压力的修正因子以及C—C键力常数随温度、压力变化的规律。     

PVDF与海藻酸钠黏结剂对石墨负极电化学性能的影响

应用循环伏安和恒电流充、放电等电化学方法,并结合微观测试技术对比了油性黏结剂（PVDF）和水性黏结剂（海藻酸钠）对石墨负极电化学嵌脱锂性能的影响．结果表明,黏结剂的种类对电极的电容、库效率、倍率充、放电性能以及电化学循环性能均有影响．     

吸附铁原子链的石墨条带中热电输运性质的研究

在锯齿形边界石墨条带的中央吸附一条铁原子链,使其产生自旋极化;通过第一性原理计算对其热输运性质进行研究.发现无论是体系的电输运还是热输运性质都是自旋极化的,并且可以得到很大的热电势.调节化学势变化则热电势的值会有正有负,而热导却总是正的.     

膨胀石墨对碱性嫩黄和聚乙二醇的竞争吸附性能

以硫酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备了膨胀石墨(EG)吸附剂.以聚乙二醇PEG(相对分子质量为10 000)和染料碱性嫩黄-O(ALYO)为吸附质,研究了其在EG上的吸附、竞争吸附热力学及动力学性能.研究表明:1)EG对ALYO和PEG都有一定吸附能力,ALYO和PEG在EG上的吸附及竞争吸附等温线均为I型;2)在2组分共存竞争吸附中,第2种吸附质的存在会降低第1种吸附质在EG上的吸附量,ALYO和PEG在EG相同结构位点上存在竞争吸附;3)竞争吸附中EG对2种组分的总吸附量高于单组分体系中单个组分的吸附量,ALYO和PEG可以分别吸附在EG的不同结构位点上;4)吸附和竞争吸附过程均可以用准二级模型来描述,吸附速率常数随吸附过程温度的升高而增大;5)吸附作用以物理吸附为主.     

膨胀石墨与炭黑协同补强天然橡胶复合材料的性能研究

采用强氧化法制备插层石墨(GIC),用微波辐射处理插层石墨制备膨胀石墨(EG)。结果表明,膨胀石墨表面较天然鳞片石墨粗糙,内部空隙增大,结构疏松;且表面有机官能团增多,结晶度下降。用机械共混法制备膨胀石墨/炭黑/天然橡胶复合材料,添加膨胀石墨后,填料在复合材料中分散性改善,复合材料的100%、300%定伸强度明显提升,Payne效应减弱,加工性能提升;但复合材料动态损耗因子增大,滞后效应明显。     

中温沥青炭的催化石墨化

将质量分数为0.05的H3BO3、BN、B4C粉末添加到中温沥青熔体中,经固化、炭化、2 300℃石墨化处理后,以XRD表征炭的结构,探讨了硼的不同化合物对沥青炭的催化石墨化效率,并分析其机理.结果表明,三种催化剂均能不同程度地提高沥青炭的石墨化度.其中,以B4C为最佳,能够得到100%的石墨结构;BN次之,提升石墨化幅度为28%;H3BO3最差,仅7.5%.硼的摩尔分数决定硼化合物催化作用的效率.     

祁连山玉石沟橄榄岩中非生物成因甲烷‒石墨流体包裹体及其形成条件

研究北祁连造山带玉石沟橄榄岩中富甲烷流体包裹体。激光拉曼光谱原位分析结果显示, 这些流体包裹体主要由液态或气态 CH₄+C(石墨)组成, 次要成分为N₂, H₂O, C₂H₆和C₃H₈, 代表还原性的C-H流体形式。根据石墨的拉曼特征谱峰, 利用石墨化碳质拉曼光谱(RSCM)温度计计算石墨形成温度, 结果指示石墨在流体中沉淀的最低温度介于430~590°C之间, 表明CH₄+C是非生物成因的, 并形成于地幔环境。     

钨/石墨烷/钨第一壁材料缺陷与力学性能的第一性原理计算

托卡马克装置是实现可控热核聚变的主要装置之一, 而第一壁材料在确保托卡马克装置稳定运行的过程中起着至关重要的作用. 钨金属已被广泛使用作为第一壁材料, 但是聚变反应产生的氦原子在进入钨晶体后易形成"氦气泡"和点缺陷, 严重影响托卡马克装置第一壁材料的稳定性. 首次设计将钨/石墨烷/钨体系作为第一壁材料. 第一性原理计算结果表明, 钨/石墨烷/钨第一壁材料中的界面可以捕获氦原子和空位, 且能促进自填隙钨原子与空位复合, 从而降低钨体相中的缺陷密度; 弹性常数计算结果表明, 石墨烷层的存在可以提高钨金属的柯西压力值($C' $)和各向异性因子($A$), 使第一壁材料的延展性得以提高, 且不易出现裂纹, 但是在相同温度下钨/石墨烷/钨第一壁材料的力学模量有所下降; 利用准简谐德拜模型计算吉布斯自由能 $G^*$、定容热容$C_\mathrm V$、熵($S$)等热力学函数结果表明, 钨/石墨烷/钨第一壁材料的热力学稳定性与纯钨金属相比有所下降.     

三聚氰胺辅助形成无定型碳层包覆人造石墨

商业化的人造石墨S360-L2、柠檬酸和三聚氰胺按100∶24.5∶16.6固相混合后放入CVD旋转炉中950℃碳化4 h和8 h,得到三聚氰胺辅助的柠檬酸生成的无定型碳包覆在人造石墨表面。采用X-ray、SEM、Raman光谱仪和电化学测试仪对改性人造石墨的晶体结构、表面形貌和电化学性能进行了表征分析。结果表明:在石墨表面有一层无定型碳层包覆,且改性后的人造石墨的取向性增强,在950℃环境下保温4 h得到的改性石墨,可逆比容量达到366.5 mAh/g,首次效率达到91.6%;在950℃环境下保温8 h得到的改性石墨,可逆容量达到362 mAh/g,库伦效率提升至92.4%。保温4 h和8 h得到的改性石墨在充电倍率1 C/0.2 C下的可逆比容量保持率分别由原料的48.48%提升到58.69%、55.99%。