关于GIC研究几点见解.pdfVIP

关于GIc研究的几点见解 ． 康飞字t (清华大学材料科学与工程系，北京100D84) 嘉’要石墨屡阃化台物(简称G帕)是二种纳米级复台材料．本文针对’瑚c的近期研 究工作，提出了作者的几点见解．供商行参鼍． ： ’ 关羹橱石奠层间忧合物《。G硭囊纳来翻滇含材料 、． l。』Ⅵ；稚 、 舛 亏 j 1 GlC是一种纳米级复合材料．‘ · 纳米复台材料是指—种或几荆纳米颗粒均匀地分布于某基体当中，或由几种材料的 纳米颗粒均匀混合而形成的新材料哪。这类材料奎少有。个维度的尺寸在100nm以下， 且其相当大的一部分原子与表谳及界面存关r其狗化性能不仅与其组成物性匏有关，还 与其颗粒尺寸、充填系数和粒子分布有关。钠米复合材辩兼备待统复台精科釉鳙米材料 的特点。 分别戳不同形式插入了石墨层俩而生成了具有一阶螭拇的多元，Glc．总之，．我们可以通 叫一 过备种手段精确地在原子水平上控制’国e的培构． ；， ▲ o ▲ O O ^ o ▲ O ▲ ；l；Ii— ▲ O ▲插入物^ o插入物B 圈l几种一阶三元GIc纳米材料的结构示意图 2 GIC是一种理想的二维物理模型 石墨晶体具有典型的层状结构，在碳原子层面上以sp2杂化轨道原子形成的金属键 相连接，从而形成牢固的六角网状平面结构，碳原子间具有极强的键合艟C345kJ／m01)： 而在碳原予平面间，其结台则是较弱的范德瓦尔力(键能为16．7kJ／m01)，因而可以插 入其它物质生成GIC。这种典型的二维模型系统(2D—xY)一壹倍受物理学家的青昧， ‘作者街舟：康飞宇男37岁，工学博士，现为清华太学材料科学与工程系副教授，主要从事天然 石墨的撩加工技术和多孔碳材料的研究． 1 特别是从事计算材料学的科学家们，不但在计算这些插层反应系统，而且寻找最佳反应 条件．甚至估算它们形成新化台物的各种物理性能。比如可以根据分手的性质和费米能 锻来选择一些具有高导电性的GIc，或者借助阶变现象荀使碱性拯层荆Z问的分葛力口剧． 从而改变内层磁性变换程度，引起电芋自靛度韵整化．利用邀一原理人们合成丁反磁性 的金属氯辱匕掳GIc(_。C1，一0Ic)一’ 。 自从发明了原子场力显微镜和扫描隧道显墩镜君．人们迮在利用这些工具对石墨层 间化合物进行原子尺度上的结构表征。近年来，将扫描隧道显微镜和电化学手段鳍合起 来的镦区电化学(E(葛TM)，可以对GIc的合成机理和原子结构进行更深层次的探讨． 人们普遍采用电化学方法来研究石墨与各种插层剂的反应性和插屡进程，1可以定量 地研究其热力学和动力学行为．比如采用交流阳鞠?i尊和循环伏安曲线筹电化拳啦求可以 擅示摇层反应的各种特性．对所得结果进行计算螽又可|故樽封备种反应数罄．通过控制 电化学参救(电流，电位、。电量等)还可{；【有效地控瓴所生成GIC的阶结构，遮也是其 。 ‘ ’