银掺杂石墨烯薄膜的制备及其导热性能的研究(3)
(1)耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失也很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在温度达到2000℃时，石墨强度可以提高一倍。
(2)导电性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍，这归功于它独特的载流子特性和无质量的狄拉克费米子属性，石墨烯的价带和导带部分相重叠于费米能级处, 是能隙为零的二文半导体，载流子可不通过散射在亚微米距离内运动，为目前发现的电阻率最小的材料。石墨烯内部电子输运的抗干扰能力很强，其电子迁移率在室温下可超过15000cm2/(V•s) ,而当载流子密度低于5x109cm-2时,低温悬浮石墨烯的电子迁移率首次被发现可以接近200000cm2/(V•s)。单层石墨烯中载流子迁移率几乎不受化学掺杂和温度的影响。
(3)导热性：根据所测石墨烯薄片尺寸的不同，单层悬浮石墨烯的室温热传导率可达到 3000~5000 W/(m•K),此特性可被用来解决纳米电子学中的热耗散问题。石墨烯的导热性甚至能超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，在极高的温度下能成绝热体。
(4)光学特性：单层悬浮石墨烯的白光吸收率是2.3%, 而且吸收率随着层数的变化呈线性增加。Gusynin等[2]发现石墨烯的透明度只取决于其精细结构常数。康奈尔大学的Dawlaty等[3]运用超快光学泵浦-探针光谱研究了SiC上生长石墨烯的载流子动力学和相对弛豫时间。他们发现首先出现一个快速的弛豫瞬态: 70~120fs, 随后是一个变慢的弛豫过程:0.4~1.7ps， 二者分别与石墨烯的载流子-载流子带内扫描过程和载流子-声子带间扫描过程有关。Wang等[4]运用红外光谱发现可通过电子选通技术对多层石墨烯的带间跃迁和光跃迁进行控制。
(5)化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
(6)抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。石墨在工业上用途很广，广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。
随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。鳞片石墨经过深加工，又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨减磨添加剂等高新技术产品，成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。
1.3 石墨烯的应用
石墨烯的优异性能在电池、电极材料、计算机芯片、电化学生物传感器、复合材料、储氢材料等方面的应用前景十分广阔。例如，由于石墨烯在常温下具有高载流子迁移率的特点，同时受温度和掺杂效应的影响较小，可以利用其亚微米尺度的弹道传输特性研制室温弹道场效应管。另外，石墨烯的费米速度较大以及低接触电阻的特点，有效地助于减少器件开关的时间。石墨烯电子器件还具有超高频率的操作响应，在纳米尺度上也能保持很好的稳定性和电学性能，也推动了研制单电子器件等可能。
1.3.1石墨烯复合材料
功能化后的石墨烯具有很好的稳定性，加入复合材料中提高其多功能性和加工性能等。根据研究表明，在聚苯乙烯中加入异氰酸酯改性后的氧化石墨烯，还原后可得石墨烯-聚苯乙烯高分子复合材料。该复合材料具有优异的导电性能，常温下该复合材料的导电率有0.1S/M，适合运用于导电材料。石墨烯独特的物理、化学和机械性能可望研制出新型导电高分子材料、多功能聚合物复合材料和高强度多孔陶瓷材料等。另外，添加石墨烯还可显著影响高聚物的其它性能，如玻璃化转变温度(Tg)、力学和电学性能等。
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