《高性能石墨烯材料》是“先進化工材料關鍵技術叢書”(第二批)的一個分冊，圍繞“新材料之王”石墨烯材料的制備方法和典型應用，對石墨烯領域的發(fā)展現(xiàn)狀和應用前景進行系統(tǒng)的闡述。全書共分六章，第一章概括性地介紹石墨烯的發(fā)現(xiàn)歷史、成鍵結構和能帶結構、以及基本性質。第二章到第四章按石墨烯材料的形態(tài)分類，系統(tǒng)闡述石墨烯粉體材料、石墨烯薄膜材料、石墨烯纖維材料的制備方法和應用實例。第五章總結了金屬催化劑襯底上生長的石墨烯薄膜的剝離轉移方法，這是石墨烯薄膜未來走向實用化的瓶頸所在。本書還對石墨烯材料的批量制備裝備與工藝等方面的進展情況做了較為詳細的闡述，這是本書不同于同類書籍的亮點之一。本書最后一章概述了全球和中國石墨烯產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及存在的問題、挑戰(zhàn)和建議，希望能夠幫助讀者對石墨烯產業(yè)有一個全方位的快速了解。
第一章 緒論 001
第一節(jié) 石墨烯簡介 002
一、石墨烯發(fā)現(xiàn)史 002
二、石墨烯的神奇特性 003
三、石墨烯材料的分類 005
四、石墨烯應用展望 007
第二節(jié) 石墨烯的結構 010
一、成鍵結構 010
二、能帶結構 012
第三節(jié) 石墨烯的性質 018
一、電學性質 018
二、光學性質 020
三、力學性質 021
四、熱學性質 025
五、其他性質 028
參考文獻 030
第二章 石墨烯粉體材料 033
第一節(jié) 物理或化學剝離方法 034
一、機械剝離法 034
二、液相剝離法 040
三、化學剝離法 054
四、氧化還原法 056
第二節(jié) 高溫合成方法 064
一、CVD模板法 064
二、等離子體法 073
三、焦耳熱閃蒸法 080
第三節(jié) 石墨烯粉體材料應用舉例 089
一、鋰電池 089
二、超級電容器 100
三、導熱膜 107
四、導電油墨 112
參考文獻 118
第三章 石墨烯薄膜材料 129
第一節(jié) 通用石墨烯薄膜材料 130
一、金屬催化CVD法 130
二、超潔凈石墨烯 141
三、規(guī)模化生長工藝與裝備 152
第二節(jié) 石墨烯晶圓材料 164
一、單晶石墨烯晶圓 164
二、碳化硅外延晶圓 175
三、絕緣襯底上的多晶晶圓 184
第三節(jié) 超級石墨烯玻璃 193
一、石墨烯在傳統(tǒng)玻璃上的生長方法 194
二、超級石墨烯玻璃的性質及應用 198
第四節(jié) 石墨烯薄膜應用舉例 200
一、透明導電電極 200
二、場效應晶體管 211
三、光調制器 216
四、光電探測器 219
五、傳感器件 223
六、發(fā)光二極管器件 234
參考文獻 241
第四章 石墨烯纖維材料 253
第一節(jié) 氧化石墨烯基石墨烯纖維 254
一、濕法紡絲法 254
二、薄膜加捻法 262
三、其他方法 263
第二節(jié) 石墨烯玻璃復合纖維 265
一、蒙烯玻璃纖維材料 265
二、烯碳光纖 273
三、批量制備工藝與裝備 279
第三節(jié) 石墨烯纖維材料應用舉例 285
一、電熱防除冰 285
二、電磁屏蔽 293
三、電光調制器 297
四、鎖模激光器 301
參考文獻 304
第五章 石墨烯的剝離轉移方法 309
第一節(jié) 化學刻蝕方法 311
第二節(jié) 電化學分離方法 315
第三節(jié) 干法剝離方法 318
一、襯底預處理 319
二、金屬輔助法 324
三、聚合物輔助法 326
第四節(jié) 其他轉移法 331
參考文獻 337
第六章 蓬勃發(fā)展的石墨烯產業(yè) 341
第一節(jié) 全球石墨烯產業(yè)現(xiàn)狀 342
第二節(jié) 中國石墨烯產業(yè)現(xiàn)狀 344
一、地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀 344
二、產業(yè)規(guī)模與產業(yè)鏈分布 346
第三節(jié) 石墨烯產業(yè)發(fā)展趨勢 349
第四節(jié) 問題、挑戰(zhàn)和建議 353
參考文獻 356
索引 358
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