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1.2.2 氟化石墨的应用
氟化石墨是石墨经过插层处理的产物，从20世纪70年代，氟化石墨就开始在工厂中生产加工。作为一种石墨层间化合物，它拥有那些石墨所不具备的优异性能，所以近些年来人们积极地专研关于其物性的研究以及合成方法。虽然大多数石墨层间化合物在空气中都表现得不稳定，但是氟化石墨这种新型功能材料，由于它具有很低的表面自由能，并且其热稳定和化学稳定性很好，是现代工业的热门生产，并且广泛的被使用。固体润滑剂、保护剂和电极活性材料上的应用是它主要的用途，其他也包括军事、航空、航天、冶金、机电、化工等领域，均有很广泛的使用价值。
氟化石墨润滑性优良，而且化学稳定性好。比起一般的固体的润滑剂，比如石墨和二硫化钼，氟化石墨的润滑性相较之下更优良。但是这种新型固体润滑剂也有一些如不均匀分散的缺点。由于润滑剂颗粒面积大，所以才分散不好。所以如果颗粒的粒径能变小，即能剥离成更小的面积会使效果更好[9]。氟化石墨不会腐蚀金属，拥有更好的效果是在高温高压的环境中。所以可用作吊车起重机导轮、机床离合器、排气通风机轴承和高温轴承等[10]。
氟化石墨作为高能锂电池的活性物质，它能够增加电池的贮存寿命，引起了新型化学电源研究者们的广泛的关注和兴趣，并已开发成功相应的高能电池。氟化石墨可以代替氟，用作正极活性物质，能使输出电压比普通电池增加几倍，有稳定的工作电压，优良的高低温性能，且有极高的安全性和较长的储存周期，自放电率低，使用温度范围变宽。这种电池输出功率高、密度大、容量大，才是具有环保意义的绿色型电池[11]。另外，氟化石墨也可以加入到碱性锌锰电池中，作为电池正极添加剂，适用于锌锰电池在大功率情况下放电；如果加入5%的氟化石墨，在小功率情况下放电时的实际放电容量比理论容量还要增加27%。
氟化石墨主要可作为核反应堆的减速剂、反射材料和涂敷材料，拥有气体投射率小，防污性能好，热中子吸收断面小，反应堆内热中子损失小，反应的热效率高等优势。核裂变产物一般为Xe、Mo、Fe、Nb、Sr、Ba、Ce等元素。这些元素的热中子被吸收到石墨上的话，那么大面积吸收的热中子的损失随之增加，导致反应速度变慢，但是一直没有很好的解决问题的方法。研究证明，由于氟化石墨的表面能小，化学性质和热稳定性好，用它作减速剂，在反应进行时热中子吸收面积不会增大，没有什么变化，而且大大减小了聚变产物对环境的污染。如果在涂层材料上用到它，可以避免核裂变的产物被大气吸收而污染环境和人体[12]。
1.3 石墨烯的性质与应用
1.3.1 石墨烯的性质
石墨烯是一种二文碳原子新材料，拥有如蜂窝一样的751边形晶格，是一种很稳定的插层石墨。在半导体中，它是零带隙的典型范例[13]。它的平面751元环由sp2杂化而成，在同一平面上电子形成了离域大π键。石墨烯相对其他物质有着无可比拟的性质，也是因为这种特殊的结构特点。
在世界上我们所知的纳米材料中，最薄的材料非石墨烯莫属，颜色几乎是透明的。它只吸收与其波长无关的大约百分之一的光。所以由于石墨烯的透明性极高，可以作为薄膜用于液晶显示器上[14]。
石墨烯的热稳定性质不随温度的变化而变化，比金刚石和碳纳米管更高，导热系数是金刚石的3倍，达到5300W/m•K。研究发现因为石墨烯的751边形结构稳定，不易破坏，所以热稳定性好，导热好，故蜂窝状晶格中的碳原子依旧保持原样，一个也没有移位和缺失。