电化学插层对石墨晶层的剥离作用

把石墨电极置于电解槽的阳极和阴极，间歇改变电极的正、负极，使电解质对石墨晶层进行电化学插入与脱插，最终使石墨以纳米薄片形式分散于介质中。用透射电镜、傅里叶红外光谱表征了薄片石墨的结构，探讨了石墨的电化学剥离过程。     

石墨晶界缺陷的扫描隧道显微镜研究

碳原子在石墨的同一平面内以六角晶格周期结构形式存在,在两种不同取向的石墨晶界处,会有五元环和七元环缺陷存在。这种缺陷会改变材料的电学,热学和力学等性质,研究这种缺陷结构对更深刻的理解sp2杂化低维碳材料的形成过程和可能应用有着十分重要的意义。本文通过扫描隧道显微镜观测高定向热解石墨表面发现,晶界的结构和形貌与晶界两侧晶粒的取向夹角密切相关。实验中观测到了对称和非对称的两种不同结构的晶界,分别对应了五元环-七元环缺陷对在晶界中的不同排列和取向。     

钨酸盐晶体中负离子配位多面体的结晶方位与晶体的形貌

钨酸盐类晶体是重要的闪烁晶体．本文从钨酸盐类晶体中负离子配位多面体的结晶方位和相互联结的稳定性出发，探讨了钨酸盐类晶体中[WO4]2-等负离子配位多面体的结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系；认为[WO4]2-四面体与金属阳离子（Ca2＋，Pb2＋，Zn2＋）结合时，由于晶体结构和生长条件（如籽晶取向等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和结构取向不同，晶体的结晶形貌迥然有别；四面体的面和梭的法线（L2）所对向的晶面，生长速率慢，顽强显露，均属晶体的板面；四面体的顶角所指向的晶面，生长速率快，显露面积小，经常消失．由此可以合理解释钨酸铅等闪烁晶体的生长特征．最后对ABO4型晶体的结构及习性特征进行了总结归纳．     

石墨层间化合物和膨胀石墨

石墨是一种典型的层状结构炭材料 ,其各层面间由较弱的范德华力连接 ,所以人们可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨的层间 ,生成一种新的层状化合物 ,这种材料被称做石墨层间化合物 (GraphiteIntercalation Compound,简称 GIC)。实验室常用的合层方法有加热法、化学法、电化学法、光化学法等。不同种类的插入物将导致不同的插层结构 ,使其既不同于母体石墨 ,也不同于客体材料 ,而赋予了石墨层间化合物独特的物理和化学性能 ,如高导电性 ,超导特性 ,电池性能 ,催化特性 ,膨胀性能等。天然鳞…     

低能甲烷和氢气混合离子束诱导产生石墨纳米晶包覆多壁碳纳米管的复合结构

采用能量为80eV的甲烷和氢气混合(1:5)离子束在700℃下辐照多壁碳纳米管得到了石墨纳米晶包覆多肇碳纳米管的复合物.扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察表明离子束处理后的多壁碳纳米管被一层粗糙的碳质层包覆.高分辨透射电子显微镜观察显示,该碳层由许多(002)面与碳纳米管管轴角度为45°～90°的石墨纳米晶构成,层内的多壁碳纳米管空腔结构基本不变.甲烷的高温和沉积可认为是石墨纳米晶结构形成的主因,而氢离子束对偏离其方向的石墨晶面的选择性刻蚀是导致最终沉积的石墨纳米晶晶面与纳米管管轴构成大角度分布的原因.     

若干晶体结晶习性的形成机理

本文根据在热液条件下生长水晶和钛酸钠晶体的电泳实验，提出热液条件下，上述晶体的生长基元具有负离子配位多面体的结构形式。由于溶液过饱和度在变化，这些生长基元的维度也随之变化。不同维度的生长基元往晶体各族晶面上叠合速率的比例也发生相应改变。它直接反映在晶体结晶形貌上。本文根据不同维度生长基元在各族晶面上的叠合速率解释了水晶和钛酸钠的结晶习性形成机理。     

石墨的纳米结构组装

本文在分析石墨微观结构和性能基础上, 综合分析了石墨加工改性方法, 提出了石墨纳米结构组装的概念, 介绍了几种石墨纳米结构组装的方法。通过结构组装, 引入纳米功能粒子, 制造活性功能空间, 合成新型石墨功能材料; 通过制备石墨层间化合物、碳石墨合金等方法引入纳米功能粒子组装碳石墨材料; 通过打开石墨层片, 制备二维层状材料制备纳米石墨烯片, 可以采用氧化活化等制造孔隙结构增加活性空间; 通过调节石墨晶体排布方向减少石墨材料的性能异向性, 提高性能均匀性; 通过石墨结构纳米组装设计, 设计新型石墨功能材料。纳米尺度的石墨加工和改性有可能推动石墨矿物资源的有效利用, 开发新型石墨储能材料和石墨烯片材料。     

原位生长法制备碳纳米管/石墨复合材料

采用乙醇作为碳源,Co(5wt%)/C作为催化剂,通过原位生长的方法制备碳纳米管/石墨复合材料。通过场发射的电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)和电化学性能测试的方法对产物进行分析,碳纳米管的内径为5~8nm,外径为15~25nm。结果表明,碳纳米管/石墨复合材料作为锂离子电池负极材料,具有较高的储锂容量,经过10次循环后,电池的容量保持在350mAh g-1。     

硫酸盐类晶体中[SO4]2-四面体的结晶方位与晶体的形貌

本文从硫酸盐类晶体中负离子配位多面体的结和相互联结的稳定性出发，探讨了硫酸在晶体中「ＳＯ４」＾２－结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系；认为「ＳＯ４」＾２－四面体与金属阳离子结合时，由于晶体结构和生长条件（如温度、过饱和度等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和取向不同，晶体的结晶形貌迥然有别。晶体的结晶形貌与「ＳＯ４」＾２－四面体在晶体中的结晶方位一密切相关，四面体的面和棱的法线（Ｌ＾２）所对向的对     

纳米石墨薄片及聚合物/石墨纳米复合材料制备与功能特征研究

分析与总结了聚合物／石墨纳米功能复合材料制备方法,还根据制备纳米功能复合材料所需的纳米微观结构和功能特征介绍了石墨和膨胀石墨微观结构、膨胀石墨的物化性能,并对纳米石墨薄片制备和修饰进行研究,最后提出聚合物／石墨纳米功能复合材料发展方向。     

用柔性石墨制备低密度膨胀石墨块

通过在浓硫酸或浓硝酸中浸泡柔性石墨纸（板），然后在200℃～750℃膨化制备了低密度膨胀石墨块。研究了插层剂、插层时间和膨化温度对膨胀石墨块体积密度和外形完整程度的影响。结果表明：膨化温度越高，制得的膨胀石墨块密度越低，越难获得完整的外形。以浓硫酸或浓硝酸插层时，适宜的膨化温度分别约为550℃和650℃，插层时间应为3h以上。发现膨胀石墨块主要存在两种外观，一种为均匀膨胀，另一种为非均匀膨胀。     

复合结构光子晶体的制备及应用

复合结构纳米粒子具有许多不同于单组分胶体粒子的独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质,是构筑光子晶体材料的重要组元.从材料复合的不同形式阐述了复合结构光子晶体的制备方法;列举了光子晶体器件的典型应用.综述了光子晶体的主要用途;并展望了复合结构光子晶体的发展方向.     

石墨及其改性产物研究进展

天然石墨是具有片层结构的含碳无机材料,层间由范德华力连接,可用物理或化学方法将其它分子、原子、离子甚至原子团插入其层间,生成石墨层间化合物(GIC);GIC经高温膨胀可得到体积为其几百倍的膨胀石墨(EG);在超声粉碎时,膨胀石墨上的石墨微片剥离,得到纳米石墨微片(NanoG)。近年来,富勒烯(Fullerence)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(Graphene)的先后开发,为石墨家族注入新的活力,并为其应用开辟了新的空间。系统论述了天然石墨及其改性产物如EG、NanoG、Graphene、CNT、Fullerence的结构、制备方法、性质及用途。     

石墨/CNTs增强铝基混杂复合材料的微观组织与摩擦磨损性能

采用粉末冶金法制备了石墨/碳纳米管(CNTs)增强铝基复合材料,研究了石墨和碳纳米管对复合材料摩擦磨损性能及硬度的影响,并利用扫描电子显微镜观察了复合材料的显微组织、磨损表面形貌。结果表明:仅添加石墨的复合材料摩擦系数明显降低,而磨损率、硬度有少量降低;但是将石墨和碳纳米管混杂加入到复合材料中后,材料的摩擦系数明显降低,磨损率急剧升高,且材料的硬度随碳纳米管含量增加而逐渐下降。仅添加石墨的复合材料磨损形式主要是磨粒磨损和犁沟磨损,而添加石墨和碳纳米管的复合材料主要是剥层磨损。     

若干晶体中氧八面体结晶方位与晶体形貌

本文从结晶化学角度出发，研究了ＡＢ和Ａ２Ｂ３和ＡＢＯ３型氧化物晶体中的氧配位八面体的结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系，提出晶体的结晶形貌是受晶体中负离子配位多面体结构和结晶方位所制约的。配位多面体顶角所对向的晶面生长速率最快，而面所对向的晶面生长速率最慢，配位体的棱所对向的晶面，生长速率居于两者之间，负离子配位多面体在晶体中的各个面族上连接和稳定性，决定了晶面的显露程度和晶体的结晶形貌。     

垂直沉积自组装法与复杂结构光子晶体的研究进展

作为一种折光指数呈周期性分布的材料,光子晶体在功能器件、光学纤维和光学伪装材料等方面有潜在重要的应用。总结了以垂直沉积自组装法为基础,通过不同方法来制备光子晶体的研究进展,以及利用这些方法进一步制备各种具有不同复杂结构光子晶体的进展,总结了这些方法制备光子晶体的优缺点,并展望了垂直沉积自组装法制备光子晶体的发展趋势。     

掺杂钛催化机理及其再结晶石墨导热性能的研究

用煅烧石油焦作填料、煤沥青作粘结剂、钛粉作添加剂,采用热压工艺制备了一系列不同质量配比的掺杂钛再结晶石墨.考察了不同质量配比的添加钛对再结晶石墨的热导率、抗弯强度的影响以及微观结构的变化.实验结果表明,与相同工艺条件下制备的纯石墨材料相比较,掺杂钛再结晶石墨的热导率、抗弯强度均有较大的提高.室温下,RG-15再结晶石墨的层面方向热导率可达424W/(m·k),抗弯强度可达50.2MPa.微观结构分析表明,少量的掺杂钛,即可使材料达到很高的石墨化度;过多的钛掺杂量不利于材料的热导率以及抗弯强度;原料中掺钛量为15wt％时,再结晶石墨的微晶发育以及排列程度最好,此材料的石墨化度为96.4％,微晶参数La为306nm.XRD物相分析表明,钛元素在再结晶石墨中以碳化钛的形式存在.钛对再结晶石墨制备过程的催化作用可以用液相转化机理来解释.     

液相脉冲激光轰击石墨制备碳纳米材料研究进展

碳纳米材料具有特殊的力学、电学及物化性能,在微电子、航空航天、军用材料等领域具有广阔的应用前景,利用脉冲激光高效、可控制备新型碳纳米材料已成为研究热点。简要介绍了激光与碳材料的相互作用及纳米粒子的成形机理,详细阐述了液相脉冲激光制备纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料的过程及其影响因素,并展望了激光轰击石墨制备碳纳米材料的主要研究方向。     

日本用石墨合成晶体颗粒极小的人造金刚石

日本兵库教育大学和东京工业大学等机构的研究人员在实验反应堆内用中子射线照射石墨,接着用移动速度为1．7km／s的金属片撞击石墨,再给石墨瞬间施加高温高压。经过这一系列“破坏”,石墨会碎裂成微粒,其最大尺寸仅100μm.研究人员用光线照射并分析这些微粒,发现其中的晶体颗粒无规则排列且朝向不同,形成了人造金刚石,其晶体颗粒的尺寸小到接近极限。研究人员认为,这种人造金刚石有望用来制作高品质的切削工具等。     

自由态二维碳原子晶体-单层石墨烯

石墨烯是近年发现的二维碳原子晶体,是目前碳质材料和凝聚态物理领域的研究热点之一.石墨烯是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元,具有更多奇特的性质.通过简要介绍石墨烯的发现历史及分子结构,重点评述了石墨烯奇特的性质(特别是电学性质)和潜在的应用领域.