新材料之王--石墨烯將顛覆未來戰場,中國將打造先導產業

英國開發出一種快速量產的新技術,中國專家成功研製產業前景廣闊的石墨烯超強電池,工信部、發改委和科技部等三部委發佈《關於加快石墨烯產業創新發展的若干意見》。石墨烯不僅具有廣闊的產業應用前景,在未來戰場上也必將帶來顛覆性的變革。

有學者曾說:“19世紀是鐵器的時代,20世紀是矽的時代,21世紀是碳的時代。”而石墨烯更是碳時代的代表性材料。石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度、呈六角形蜂巢晶格(苯環)的二維碳膜。石墨烯具有材質堅硬;透光率高;能量損耗低等神奇特性。儘管石墨烯還未投入大規模的產品生產階段,但其展現出的性能優勢使得人們對其在未來戰場上的應用前景充滿期待。

石墨烯原子結構模型

另外,石墨烯對於氣體、液體等幾乎是“零滲透”。這意味著,如果給艦艇塗上石墨烯塗層,就好似穿上一身“刀槍不入”的防腐鎧甲。這些令人感到驚奇的特性也讓石墨烯在短短數十載中逐漸成為人們公認的“新材料之王”。
武器裝備是戰爭的主要物質手段,受軍事需求牽引和技術進步推動而發展。實驗資料顯示,石墨烯可以迅速分散衝擊力,並能中斷通過材料的外展波,承受衝擊的性能遠勝鋼鐵和凱夫拉等材質。此外,科研人員發現細菌的細胞在石墨烯的紙上無法生長,而人類細胞則不會受損,利用這一點可以利用石墨烯來做繃帶、 食品包裝甚至抗菌T恤衫。

前不久,工信部、發改委和科技部聯合發佈《關於加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,提出將石墨烯產業打造成先導產業,逐漸實現石墨烯材料在部分工業產品和民生消費品上的產業化應用,並提出到2020年,形成完善的石墨烯產業體系。根據此次三部門印發的《意見》,未來,石墨烯將在航空航太、武器 裝備、重大基礎設施,以及新能源、新能源汽車、節能環保、電子資訊等領域有廣泛應用。

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奧地利開發新型柔性太陽能電池材料二硒化鎢

奧地利維也納科技大學(Vienna University of Technology)首次開發出由二硒化鎢(WSe2)制做的二極體,根據實驗顯示,這種材料可被用於超薄的軟性太陽能電池。市場有人預期其會接棒石墨烯成為下一個新材料概念,大智慧通訊社採訪科研專家及相關企業,表示該前瞻性研究目前應用尚不明朗。
 
雖然石墨烯被認為是最具有發展前景的電子材料之一,但並不適合用於打造太陽能電池,這也就是為什麼維也納科技大學的研究團隊們開始尋找其他類似石墨烯材料的原因,他們想找到一種能以超薄層排列但又具有更佳電子特性的材料。因此研究者找到了二硒化鎢,其主要結構是由上下各一層硒原子連接中間1層鎢原子所組成,像石墨烯一樣可吸收光線,約有95%的光線都能穿過,但其餘5%的十分之一光線都會被材料吸收,並轉換成電力。
 
這種薄層的確又輕又薄,約有95%的光線都能穿過,但其餘5%的十分之一光線都會被材料吸收,並轉換成電力。因此,其內部效率相當高。如果多個超薄層彼此堆疊,這種入射光線的很大一部份都能有效加以利用──但有時這種高透明度可能帶來有利的副作用。
 
某券商分析師表示,二硒化鎢應用以及熱炒的石墨烯當前都只是一個概念,未來具體的應用尚不明朗,不便做出投資判斷。據滬上某科研單位長期研究柔性電池的科研人員也表示,這個二硒化鎢應用超薄軟性太陽能電池屬於前瞻性研究,離應用還遠。
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節後鎢市尚未啟動,商家將逐漸入市

節後鎢市尚未啟動,商家將逐漸入市;鉬市平穩謹慎,暫以觀望為主。
 
鎢市場行情:鎢市節後市場尚未啟動,鎢礦廠商大都處於假期中,偶有零星小單,貿易商還未有所動作,接下來幾日部分商家將逐漸入市,成交活躍度或有提升。
 
鉬市場行情:春節前表現弱勢,經過春節期間國內市場的休整,目前國內市場趨向於與國際市場保持同步,市場平穩謹慎,廠家均未開工,暫以觀望為主。
 
宏觀方面,春節期間一場中國“缺席”的資本大震盪,全球股市“哀鴻遍野”。避險資產黃金歐元日元、債券大漲;路透:全球市場或將迎來新一輪降息大潮。
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高壓強磁場極端條件下對WTe2材料的物性研究

近期,中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所、強磁場中心和南京大學合作研究團隊,在高壓強磁場極端條件下對WTe2材料的物性研究中取得新進展。該團隊利用金剛石對頂砧高壓技術,通過研究電輸運和磁化率,首次觀測到了高壓誘導的超導電性,並通過理論計算對磁電阻以及超導電性隨壓力的演化進行了系統研究,相關結果以《二碲化鎢中壓力驅動的“穹頂”型的超導電性及電子結構的演化》為題,發表在7月23日的Nature子刊《自然-通信》(Nature Communications)上,固體所研究員楊昭榮和南京大學教授宋鳳麒、萬賢剛為文章共同通訊作者。  
 
高壓在研究材料新物性,尤其在探索新型超導材料中是一種乾淨純粹且強有力的手段。WTe2是一種層狀半金屬材料,當溫度為0.53K時,在60T的強磁場下,其磁電阻可達13,000,000%,並且仍然沒有達到飽和。這一奇特現象引起了海內外研究人員的廣泛關注。最近的理論研究表明,它可能是一種Weyl半金屬,磁電阻的產生被認為與體系中費米麵附近的空穴和電子載流子濃度的完美匹配有關,這種完美平衡態對於外界微擾極其敏感,如摻雜和應力等。
 
壓力可以使晶格收縮,能帶交疊增加,破壞這種載流子的平衡關係,從而可能誘發新的電子相變。基於這個考慮,合作團隊在南京大學人工微結構協同創新中心框架下,迅速開展了高壓下的實驗和理論兩方面的研究。實驗發現:在壓力為2.7GPa時,當溫度降至3.1K以下,伴隨著巨磁電阻效應的逐漸消失,電阻出現了一個急劇下降。隨著壓力的進一步增加,零電阻逐漸出現,說明電阻的陡降對應一個壓力誘導的超導轉變。在約17GPa時,超導轉變溫度TC達到最大值7K,且伴隨壓力繼續增加,TC逐漸減小,表現出一個“dome”型的超導壓力相圖。高壓下不同外加磁場的電阻以及磁化率的研究,進一步證明了超導電性的存在。另一方面,高壓有關的理論計算表明, TC剛開始隨著壓力增加而增大是費米麵附近的態密度增加的結果,而更高壓力下TC的逐漸減小則歸因於晶格結構的失穩。 
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大磁阻化合物二碲化鎢中壓力誘導的超導電性研究獲進展

向一種磁阻性材料施加一個磁場,其電阻就會發生變化,這是一個在技術上有用的現象,比如說在硬碟的數據閱讀感測器中就得到了利用。Mazhar Ali及同事現在識別出一種材料(二碲化鎢),在其中,磁阻效應異常大:電阻可以被改變百分之1300萬以上。其顯著的磁阻在非常高的磁場中和極低的溫度下才會顯示出來,所以實際應用目前尚沒有可能。但這一發現卻為關於磁阻性的研究提出了新方向,它們最終可能會導致這一效應的新用途的出現。
 
二碲化鎢(wte2)是具有層狀結構的過渡族金屬硫族化合物,在其正交晶胞中鎢鏈沿著碲層的a軸方向呈一維分佈,是一種非磁性的半金屬材料。wte2以其良好的熱電性能早已為人們所認知,普林斯頓大學教授cava研究組在2014年意外地發現wte2在常壓下具有不飽和的大磁阻(lmr)特性,即在磁場下這種材料表現出異常大的正電阻效應,而且在非常高的磁場下也不飽和。這種特性不僅為其在電子器件方面的應用提供了潛在的可能,同時也為大磁阻材料的研究開闢了新的方向。在半金屬中,非常高的磁阻是由於空穴-電子間的“共振”所產生的,而wte2是第一種人們發現的具有這種完美共振的材料。

二碲化鎢
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異丙醇的需求產能和生產技術

異丙醇(IPA)又稱為異丙基醇,在許多工業和消費產品中用作低費用的溶劑,也可用作萃取劑。據歐洲溶劑工業集團(ESIG)分析,2001年在歐洲,中間體需求IPA占其消費量32%,用作防冰劑占14%,用於塗料和樹脂占13%,用於醫藥占9%,用於食品占4%,用於油墨和粘結劑占3%。也可用作石油和膠質用溶劑,和制取魚粉飼料濃縮物。低等級IPA可用作車用燃料。IPA用作丙酮生產用原材料的用量在下降。有幾種化合物可由IPA合成,主要是甲基異丁基酮和許多酯類。無水IPA的一般純度為99%以上,特級(用於制取香精和醫藥)IPA純度大於99.8%。
 
需求和產能
據統計,2001年BP、薩索爾(Sasol)和殼牌公司在歐洲的IPA總產能為42.401萬噸,2001年西歐銷售量近36.6萬噸,出口4.6萬噸。歐美需求的年增長率為1%~2%,預計中歐、東歐和亞洲增長率較高。IPA用於衍生物生產有較大潛力,用作溶劑增長很小或無增長。
全球總產能超過242萬噸/年。Domo和三井化學將在德國魯納建設8萬噸/年溶劑(包括IPA)聯合裝置,2004年投產。
 
生產技術
制取異丙醇(IPA)有二種商業化工藝,均以丙烯為原料。較老的方法採用煉廠級丙烯利用硫酸催化間接脫水生成異丙基硫酸鹽,再用蒸汽水解生成硫酸和IPA,粗IPA用蒸餾提純。較新的路線採用化學級(90%~99%)丙烯直接水合,避免使用硫酸。丙烯與水經加熱,氣液混合物在加壓下進入含磺化聚苯乙烯陽離子交換樹脂的滴流床反應器。也可藉磷酸為催化劑在固定床中使反應在氣相下進行。還有一種液相路線,採用可溶性鎢催化劑。IPA通過蒸餾從水溶液中得到。也有少量的IPA用丙酮在液相下加氫生產,但該工藝僅適用於有過剩丙酮可用之處。
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高質量單層二硫化鎢實現低成本大面積製備

《自然—通訊》雜誌近日線上發表了中國科學院金屬研究所任文才研究組的一項成果,研究實現了高質量均一嚴格單層二硫化鎢(WS2)單晶和薄膜的低成本、大面積製備,為其在柔性電子/光電子器件以及穀電子和自旋電子器件領域的應用奠定了材料基礎。
 
科研人員發現,金是唯一在高溫下不與硫反應生成硫化物的金屬,並且具有催化活性,可有效降低三氧化鎢硫化過程的勢壘,且高溫下金中鎢原子的溶解度極低。
 
在此基礎上,他們提出採用金作為生長基體的表面催化常壓化學氣相沉積法,實現了高質量、均一單層的毫米級尺寸WS2單晶以及大面積薄膜的製備。研究發現,金的催化活性以及金中極低的鎢溶解度,保證了均一單層的高質量WS2晶體的生長。同時,可採用電化學鼓泡方法在不損壞金基體的情況下實現WS2的高質量轉移。該方法制得的單層WS2具有很高的結晶品質,表現出與機械剝離法制備的材料相比擬的光學和電學性質。
 
此外,研究提出了卷對卷與電化學鼓泡相結合的無損轉移方法,實現了大面積單層WS2薄膜到柔性透明基體上的低成本連續轉移。並實現了大面積柔性透明的單層WS2薄膜電晶體陣列的製備,彎折上百次後電學性能仍不發生衰減。

二硫化鎢
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稀土座談會召開在即,關注稀土、鎢小金屬

稀土稀土

上周全國9家錫企決定2016年減產1.7萬噸,占全國產量約12%,預計未來不排除商業收儲可能性,減產、收儲有望改善錫供需狀況。1月29日,工信部、發改委等12部委以及6大稀土集團將召開座談會,研究確定“十三五”發展思路和目標任務,部署2016年主要任務和重點工作。

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廠家準備節後生產,鎢市成交或轉淡

廠家準備節後生產,鎢市成交或轉淡;鉬市熱情降低,行情發展平穩。

鎢市場行情:部分廠家為春節後生產而做準備,但臨近年關、一些廠家即將年底檢修停產,鎢價上行缺乏有效支撐,短期或維穩運行,後期成交或漸轉淡。

鉬市場行情:前期國際鉬市價格回落,打擊鉬市持續衝高信心,臨近年關,市場熱情降低,因貨品尚缺,行情發展轉向平穩。下游鉬酸銨,鉬製品暫無太大變化。預計鉬行情弱穩,價格變化不大。
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江西推動七大國企集團重組 將組建全新的江鎢集團

今年江西還將推動7大集團重組,努力打造國企改革江西新樣板。
從1月20日召開的江西省國資監管暨國企改革發展工作會議上獲悉,江西省國資委計畫在今年推動七大國有企業集團重組。
 
其中包括,年底將完成全省鎢等稀有金屬產業重組整合,改組組建全新的江鎢集團,把江西省資源優勢轉化為產業優勢;整合全省礦產資源,推進礦產資源投資平臺組建;加快省文化演藝發展集團、省廣電傳媒集團組建,助推江西省文化事業大發展;省軍工控股集團加大對軍工業務及資產整合並購力度,做大做強江西軍工產業;立足江西生態資源優勢,組建省綠色產業集團;整合集中統一監管接收的相關土地資源,力爭組建江西地產開發集團。
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鎢鉬視頻

2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

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龍年首周鎢價開門紅。

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