第601章 恐怖的石墨烯
第601章恐怖的石墨烯
石墨烯这个名词对大多数人来说并不稀奇，也有不少人知道它拥有非常棒的性能。
但具体如何，大多数人说不上。
就只说它的力学性能，理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。
这是什么概念呢？
杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。它是沿纵向的弹性模量（不同于水平及其它方向），是弹性模量的一种。
碳钢的弹性模量为196-206GPa，铝为68GPa，玻璃为55GPa，纵纹木材为9.8-12GPa，而横向木材为0.5-0.98GPa左右。
从这些数据对比可以看出来，石墨烯是碳钢的5倍左右（1T=1024G）。
但它固有的抗拉强度竟然达到130GPA，是我们常见碳钢材料Q235B的350倍左右，这就很恐怖了。
当然，如果仅仅于此，并不稀罕。
比如玻璃的弹性模量比碳钢的弹性模量也差不少，但玻璃的韧性并不好。
而石墨烯的韧性非常好，可以弯曲，即具有柔韧性。
在金属材料界有个认知，越是抗拉强度大，它的硬度就大，韧性就差，即越脆。
石墨烯不属于金属材料，本质就是石墨，它是很硬，但它韧性并不差。
所以，它才引起科学界重视。
那么，如果能够量产，光凭这个力学性能应用就非常广了。
获得诺贝尔物理学奖的科学家曾这样比喻其强度：利用单层石墨烯制作的吊床可以承载4Kg的重物。
这样可以估算，如果将多层石墨烯叠放在一起，使其厚度与食物保鲜膜相同的话，便可以承载一辆2吨重的汽车。
一层保鲜膜的厚度大概是0.01毫米，按照这比例估算的话，推算出单层石墨烯大概是0.00002毫米，十万分之二毫米。
实际上，单层石墨烯要薄许多。
其实，石墨烯一层层叠起来就是石墨。
只不过，石墨中的石墨烯并不连成一起，没有编制成一张网。
再从其它性能来看，熔点3850℃左右，比金刚石还要高500℃，说明它的稳定性，如果熔点只有几百摄氏度，比如铝，高温情况下将不能使用，这个性能非常重要。
再加上的密度很低，优越的导电性等等，可应用的领域就多了。
不过，它的制造难度非常大，目前只活跃在实验室中，并没有实际应用。
星海集团有一个二十人左右的科研团队，目前累积也投入了一亿元科研资金（包括人员成本），在实验室可以提取出来，虽然水平处于世界一流，但依然没法量产。
这样的科研项目组在星海集团有不少，至今做出来的成果只限于实验室，没法量产。
沐阳打算研制它，主要应用于超级计算机和柔性材料等。
石墨烯电池方面，它有个优势，解决了新能源电池充电时间长的问题，充电效率能达到锂电池的100倍，并且充电循环超过5万次，同时还避免了穿刺、撞击时起火风险，并且不需使用钴、镍等金属。
但是，在能量密度方面，就比较差了，按照各国目前实验室的理论来看，约为每公斤65Wh，仅为星海集团三元锂电池能量密度的四分之一。
如果这样的能量密度用在新能源电池上当然不行，客户宁愿充电时间长一些，但如果能够解决能量密度问题，接近三元锂电池的话，而且成本低，那在新能源汽车领域才有市场。
否则，它就是鸡肋了。
石墨烯量产都难，想低成本不太可能。
所以，沐阳也没指望搞什么石墨烯电池，有那个精力，还不如继续深入提升三元锂电池的电池容量。毕竟星海集团在这个行业已经是龙头企业，也收购了大量原材料。
但不管如何，石墨烯的特殊力学性能作用，使它的应用非常广泛。
对航天来说，可以减轻许多装置。
可以应用在防弹车上，使车辆更轻；
也可以应用在战斗机、军舰、坦克、防弹衣上，强度更强，可以整体轻型化。
沐阳打开成就点商店，搜索石墨烯相关的生产制造技术，要求能够大量生产的。
很快跳出几十款技术，有单层石墨烯和多层石墨烯技术。
既然有多层石墨烯制造技术，沐阳更倾向于这个，毕竟单层石墨烯太过于薄了，真要投入使用，还是需要进行叠加。
石墨烯的原子间可以透过光子，只要不是很厚，可以说它是透明材料。
比如它可以与布、尼龙叠加，做成防弹衣、轻型防弹头盔及其它韧性好的工具，比如一把伞，也可以用来挡子弹，也可以用来制造强度非常强悍的柔性曲面屏幕，轻型防弹玻璃，太多太多用处了。
目前制备石墨烯的方法有不少种，比如机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法、化学气相沉积法等。
而商店里的制备方法，大多与碳化硅外延法非常相似，称为碳化硅堆积法。
也说明了其它制备方法想走量产走不通。
碳化硅堆积法是通过在超高真空的高温环境下，使硅原子升华脱离材料，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。
想搞多少层就可以搞多少层，也可以十层、一百层那样铺一起。
这种方法可以获得高质量的石墨烯，但是这种方法对设备要求较高。
有些类似金属3D增材工艺制造方法，可以控制尺寸大小和任何形状。
沐阳一一浏览技术介绍，选择一项比较适合公司的技术。
成就点需求很多，高达1000点，让沐阳有些肉疼。
“确定购买！”
十多分钟后，沐阳吸收完【碳化硅堆积法】技术，对它有了更深的了解。
按照技术介绍，基础设备有些类似金属3D增材设备，但需要在真空、超高温环境下制造。
这样子的生产制造要求，哪怕能量产，成本不会低到哪里去。
相对于实验室那种一克成本就高达上千元，那肯定廉价多了。
一台设备制造成本大概需要五千万元，每小时可生产10公斤，能耗主要是电，这种设备功率几百千瓦，每小时电费数百元。
大概估算下，一公斤石墨烯的生产成本约数百元，沐阳觉得很廉价了。
毕竟石墨烯材料是要与其它材料混用的，比如制作防弹衣，每层布掺杂上一丝厚度石墨烯，强度就相当于3.5毫米厚普通钢板，1毫米高强度板。
所以，如果用作防弹衣，10丝厚度石墨烯就足够防AK47十内攻击不破了。
假如一套防弹衣使用1平方米石墨烯，厚度为10丝，按照其密度2～2.3g/cm3，质量仅仅200-230克，石墨烯原材料成本仅仅百来块钱。
如果用在防弹车上，铺设在玻璃、车皮上，仅需要几公斤石墨烯，就可以减轻数百公斤甚至上吨重防护装甲板。
换到坦克车上，那减轻的重量就更多了。
石墨烯，对轻型化具有非常重大的意义。
花1000点成就点，可没白花。
沐阳越是了解它的性能和作用，越感到惊喜，非常期待研制出来。
接下来几天，沐阳花了不少时间输出石墨烯的设备资料，召开高层和战略部人员，宣布进入石墨烯项目，把它列为公司核心项目。
“董事长，我们研制的石墨烯有重大进展啦？”一位战略专家好奇问道。
“理论上有大突破，需要研制相关设备验证一下，也许我们能够实现量产。”沐阳大概透露一下。
大家听到董事长如此肯定，那多半真有大突破了，每个人脸上露出惊喜。
众人对石墨烯有所了解，知道它的作用非常大。
“召集大家开会，就是宣布这一事项，接下来我会主持这方面的科研工作。”沐阳接着说道，接下来，他大概述说一下计划，周晨会安排组织相关人员，光目前的项目组人员是不足够调用的。
电脑被老婆瞎搞中病毒了，折腾了一个晚上
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石墨烯这个名词对大多数人来说并不稀奇，也有不少人知道它拥有非常棒的性能。
但具体如何，大多数人说不上。
就只说它的力学性能，理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。
这是什么概念呢？
杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。它是沿纵向的弹性模量（不同于水平及其它方向），是弹性模量的一种。
碳钢的弹性模量为196-206GPa，铝为68GPa，玻璃为55GPa，纵纹木材为9.8-12GPa，而横向木材为0.5-0.98GPa左右。
从这些数据对比可以看出来，石墨烯是碳钢的5倍左右（1T=1024G）。
但它固有的抗拉强度竟然达到130GPA，是我们常见碳钢材料Q235B的350倍左右，这就很恐怖了。
当然，如果仅仅于此，并不稀罕。
比如玻璃的弹性模量比碳钢的弹性模量也差不少，但玻璃的韧性并不好。
而石墨烯的韧性非常好，可以弯曲，即具有柔韧性。
在金属材料界有个认知，越是抗拉强度大，它的硬度就大，韧性就差，即越脆。
石墨烯不属于金属材料，本质就是石墨，它是很硬，但它韧性并不差。
所以，它才引起科学界重视。
那么，如果能够量产，光凭这个力学性能应用就非常广了。
获得诺贝尔物理学奖的科学家曾这样比喻其强度：利用单层石墨烯制作的吊床可以承载4Kg的重物。
这样可以估算，如果将多层石墨烯叠放在一起，使其厚度与食物保鲜膜相同的话，便可以承载一辆2吨重的汽车。
一层保鲜膜的厚度大概是0.01毫米，按照这比例估算的话，推算出单层石墨烯大概是0.00002毫米，十万分之二毫米。
实际上，单层石墨烯要薄许多。
其实，石墨烯一层层叠起来就是石墨。
只不过，石墨中的石墨烯并不连成一起，没有编制成一张网。
再从其它性能来看，熔点3850℃左右，比金刚石还要高500℃，说明它的稳定性，如果熔点只有几百摄氏度，比如铝，高温情况下将不能使用，这个性能非常重要。
再加上的密度很低，优越的导电性等等，可应用的领域就多了。
不过，它的制造难度非常大，目前只活跃在实验室中，并没有实际应用。
星海集团有一个二十人左右的科研团队，目前累积也投入了一亿元科研资金（包括人员成本），在实验室可以提取出来，虽然水平处于世界一流，但依然没法量产。
这样的科研项目组在星海集团有不少，至今做出来的成果只限于实验室，没法量产。
沐阳打算研制它，主要应用于超级计算机和柔性材料等。
石墨烯电池方面，它有个优势，解决了新能源电池充电时间长的问题，充电效率能达到锂电池的100倍，并且充电循环超过5万次，同时还避免了穿刺、撞击时起火风险，并且不需使用钴、镍等金属。
但是，在能量密度方面，就比较差了，按照各国目前实验室的理论来看，约为每公斤65Wh，仅为星海集团三元锂电池能量密度的四分之一。
如果这样的能量密度用在新能源电池上当然不行，客户宁愿充电时间长一些，但如果能够解决能量密度问题，接近三元锂电池的话，而且成本低，那在新能源汽车领域才有市场。
否则，它就是鸡肋了。
石墨烯量产都难，想低成本不太可能。
所以，沐阳也没指望搞什么石墨烯电池，有那个精力，还不如继续深入提升三元锂电池的电池容量。毕竟星海集团在这个行业已经是龙头企业，也收购了大量原材料。
但不管如何，石墨烯的特殊力学性能作用，使它的应用非常广泛。
对航天来说，可以减轻许多装置。
可以应用在防弹车上，使车辆更轻；
也可以应用在战斗机、军舰、坦克、防弹衣上，强度更强，可以整体轻型化。
沐阳打开成就点商店，搜索石墨烯相关的生产制造技术，要求能够大量生产的。
很快跳出几十款技术，有单层石墨烯和多层石墨烯技术。
既然有多层石墨烯制造技术，沐阳更倾向于这个，毕竟单层石墨烯太过于薄了，真要投入使用，还是需要进行叠加。
石墨烯的原子间可以透过光子，只要不是很厚，可以说它是透明材料。
比如它可以与布、尼龙叠加，做成防弹衣、轻型防弹头盔及其它韧性好的工具，比如一把伞，也可以用来挡子弹，也可以用来制造强度非常强悍的柔性曲面屏幕，轻型防弹玻璃，太多太多用处了。
目前制备石墨烯的方法有不少种，比如机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法、化学气相沉积法等。
而商店里的制备方法，大多与碳化硅外延法非常相似，称为碳化硅堆积法。
也说明了其它制备方法想走量产走不通。
碳化硅堆积法是通过在超高真空的高温环境下，使硅原子升华脱离材料，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。
想搞多少层就可以搞多少层，也可以十层、一百层那样铺一起。
这种方法可以获得高质量的石墨烯，但是这种方法对设备要求较高。
有些类似金属3D增材工艺制造方法，可以控制尺寸大小和任何形状。
沐阳一一浏览技术介绍，选择一项比较适合公司的技术。
成就点需求很多，高达1000点，让沐阳有些肉疼。
“确定购买！”
十多分钟后，沐阳吸收完【碳化硅堆积法】技术，对它有了更深的了解。
按照技术介绍，基础设备有些类似金属3D增材设备，但需要在真空、超高温环境下制造。
这样子的生产制造要求，哪怕能量产，成本不会低到哪里去。
相对于实验室那种一克成本就高达上千元，那肯定廉价多了。
一台设备制造成本大概需要五千万元，每小时可生产10公斤，能耗主要是电，这种设备功率几百千瓦，每小时电费数百元。
大概估算下，一公斤石墨烯的生产成本约数百元，沐阳觉得很廉价了。
毕竟石墨烯材料是要与其它材料混用的，比如制作防弹衣，每层布掺杂上一丝厚度石墨烯，强度就相当于3.5毫米厚普通钢板，1毫米高强度板。
所以，如果用作防弹衣，10丝厚度石墨烯就足够防AK47十内攻击不破了。
假如一套防弹衣使用1平方米石墨烯，厚度为10丝，按照其密度2～2.3g/cm3，质量仅仅200-230克，石墨烯原材料成本仅仅百来块钱。
如果用在防弹车上，铺设在玻璃、车皮上，仅需要几公斤石墨烯，就可以减轻数百公斤甚至上吨重防护装甲板。
换到坦克车上，那减轻的重量就更多了。
石墨烯，对轻型化具有非常重大的意义。
花1000点成就点，可没白花。
沐阳越是了解它的性能和作用，越感到惊喜，非常期待研制出来。
接下来几天，沐阳花了不少时间输出石墨烯的设备资料，召开高层和战略部人员，宣布进入石墨烯项目，把它列为公司核心项目。
“董事长，我们研制的石墨烯有重大进展啦？”一位战略专家好奇问道。
“理论上有大突破，需要研制相关设备验证一下，也许我们能够实现量产。”沐阳大概透露一下。
大家听到董事长如此肯定，那多半真有大突破了，每个人脸上露出惊喜。
众人对石墨烯有所了解，知道它的作用非常大。
“召集大家开会，就是宣布这一事项，接下来我会主持这方面的科研工作。”沐阳接着说道，接下来，他大概述说一下计划，周晨会安排组织相关人员，光目前的项目组人员是不足够调用的。
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