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山石笔墨表现技法研究论文

发布时间:2024-07-02 21:38:01

山石笔墨表现技法研究论文

汉宫春晓图估计大家也听过,其实很简单的,它是明代画家仇英创作的一幅绢本重彩仕女画,其实就是非常生动细致的描绘了汉代宫女的生活图,在技法上面我说不了太多,但是画的感觉就是整体的非常干净整洁,极具特色,画风也非常的大气,多的也不敢多说了,下面交给更加专业的人,所以汉宫春晓图赏析论文和内容揭秘送给大家! 汉宫春晓图的内容揭秘 《汉宫春晓图》以春日晨曦中的汉代宫廷为题,用长卷的形式描绘后宫佳丽百态;画中后妃、宫娥、皇子、太监、画师凡一百一十五人,个个衣着鲜丽,姿态各异,既无所事事又忙忙碌碌。其中,亦包含有画师毛延寿为王昭君写像的故事。 除却各仕女群像之外,亦融入各种文人式的休闲活动:包括妆扮、浇灌、折枝、插花、饲养、歌舞、弹唱、围炉、下棋、读书、斗草、对镜、观画、图像、戏婴、送食、挥扇等。 画作自右往左依次为: 最右方的宫廷外景,晓烟中露出柳梢,花柳点出“春”,晨烟点出“晓”。围墙内一湾渠水,鸳鸯白鹇飞翔栖息。 一宫女领三孩童倚栏眺望水上飞鹇。宫室内两宫女冠袍持宫扇,似待参加仪仗。 一宫女凭栏望窗外孔雀。两便装宫女,一饲喂孔雀,一依傍门后。 户外一人提壶下阶,三人分捧锦袱杂器侍立,一后妃拢手危立,注视宫女灌溉牡丹,牡丹左方一女伴随两鬟,一鬟浇花,一鬟持扇,上方填画屋宇阶棂。 有一树似梨开白花,树下有人摘花承以金盆,有人采花插鬓,有人持扇迤逦而来。再左平轩突出,轩内女乐一组,有婆娑起舞者,有拍手相和者,有鼓弄乐器者,有持笙登级者。轩后屋中两人正在整装。阶下六入围观地下一摊花草,同作斗草的戏,其余两人正匆匆赶来。上方门内两人却罢琴卧地读谱。 正屋一大群人,弈棋、熨练、刺绣、弄儿,各有所事。阶下六人,捧壶携器闲谈。左厢两人弄乐。再左正屋中一人似后妃,画工为的写照。另有十余人拱卫侍从。 最后宫女一人扑蝶于柳梢。柳外宫墙,男卫四人,分立于宫墙的内外。 全卷于一组女乐处分为上下两辑,合为一卷。 汉宫春晓图赏析论文 《九仙学苑》是由著名古代书画收藏家朱绍良先生作为清艺汇古代书画研究班导师开辟的专栏。 朱绍良先生曾被《收藏家》杂志评为全球华人收藏家榜首,他力求在此栏目中毫无保留地与大家分享近20年收藏经验与心得,带领学生们探究用科学方法论鉴别和欣赏中国古代书画,朱绍良老师曾任教于北京大学、清华大学、上海交通大学、广州美院。 仇英《汉宫春晓图》赏析 作者:吴云格 在传世仇英绘画作品中,台北故宫收藏的《汉宫春晓图》卷最为精彩,描绘汉代宫闱的日常生活场景。这一历史题材绘画,使用南宋院体绘画技法,在明清以后人物绘画中无出其右。 仇英《汉宫春晓图》 作者小传: 仇英(1482—1559),字实父,号十洲,汉族,江苏太仓人,后移居吴县。明朝著名画家,画法主要师承赵伯驹和南宋“院体”,擅画人物,尤其擅长画仕女,还善于设色,又善水墨、白描,能运用多种笔法表现不同对象,或圆转流美,或劲丽艳爽,偶作花鸟,明丽有致。是“明四家”之一。 仇英出身工匠,早年为漆工,之后从而业画。年轻时以善画结识了许多当代名家,为文征明、唐寅所器重,仇英的好友彭年记载:“十洲少既见赏于横翁(文征明)”,又拜周臣门下学画,并曾在著名鉴藏家项元汴、周六观家中见识了大量古代名作,临摹创作了大量精品。他的创作态度十分认真,一丝不苟,每幅画都是严谨周密、刻划入微。 作品介绍: 《汉宫春晓图》,中国重彩仕女第一长卷。绢本重彩,尺幅很大,×,作为装饰性绘画来说属于巨制。汉宫春晓是中国人物画的传统题材,主要描绘宫中嫔妃生活。 《汉宫春晓图》是明代画家仇英的绢画作品,该画作用手卷的形式描述初春时节宫闱wei(古代宫室两侧小门)之中的日常琐事:妆扮、浇灌、折枝、插花、饲养、歌舞、弹唱、围炉、下棋、读书、斗草、对镜、观画、图像、戏婴、送食、挥扇,画出后妃、宫娥、皇子、太监、画师凡一百一十五人,个个衣着鲜丽,姿态各异,既无所事事又忙忙碌碌,显示了画家过人的观察能力与精湛的写实功力。人物皆唐以来衣饰,取名汉宫,是当时对宫室的泛指。《汉宫春晓图》纵厘米、横厘米,被称为“中国十大传世名画”之一,收藏于台北故宫博物院。 作品论证: 一:山石笔墨论证: 既然是笔墨论证,简单介绍一下仇英的师承。仇英的师承成长顺序是什么呢。山水画法主要师法赵伯驹,刘松年,后又学南宋李唐,刘松年,马远,夏圭的院体传统。张丑在《清河书画坊》中对其评价说“仇英画山石师王维,林木师李成,人物师吴元瑜,设色师赵伯驹” 1:与王维笔墨对比王维:王维是唐代著名诗人画家,后人推崇为南宗山水画之祖,现存的古代山水画中,有一些为王维之作,如王维《江山雪霁图》。是不是王维手笔,还不能轻易下决定,虽然不是王维真迹,但某些方面保留了王维画的一部分,王维的画本来很多,他开始学过“国朝第一”李思训的画法,不但青绿着色,笔法精细有“刻画”之痕。 王维笔法精细有“刻画”之痕。陈继儒说“王维之画笔法精细”米芾说“王维之迹,殆如刻画”大青绿笔法精细。刻画是五代以前古代山水画的特色。 《名画录》里这样说仇英:“发翠豪金,丝丹缕素,精丽艳逸,无惭古人”画山水以青绿为多,细润明丽而风骨劲峭。 2再了解下赵伯驹,赵伯驹是南宋著名画家,字千里,为宋朝宗室,宋太祖七世孙,远师李思训父子,笔法纤细,直如牛毛,极细丽巧整的风致,建立南宋画院的新旗帜。 3李唐,南宋画家,变荆浩,范宽之法,苍劲古朴,气势雄壮,开南宋水墨苍劲,浑厚一派先河,晚年去繁就简,创大斧劈皴,所画石质坚硬,立体感强,是南宋新画风的标志。李唐的画风是刘松年,马远夏圭等的师法。 4 李成是五代宋初的画家。师承荆浩,关仝,画山石如卷云,画树木创“蟹爪” 了解了各家的笔墨风格,这样看来就不难理解仇英的笔墨了,他综合前代各家之长,既保持工整惊艳的古典传统又融入了文雅清新的趣味。如图仇英的汉宫春晓图的第八段 二:人物画法论证 仇英画人物吸收南宋马和之及元人技法。 1马和之,中国南宋画家,擅长画佛像,界画山水,尤其擅长人物,人物师法吴道子。李公麟。马和之创马蝗描。用笔起伏,线条粗细变化明显。着色清谈,笔法飘逸流利。绘画风格与吴道子相仿。当时有小吴生之称。 2吴道子,唐代著名画家,吴道子画人物,笔试圆转,衣服如飘带如风飘扬,后人称这种风格“吴带当风”画史尊为画圣,宋代李公麟的朴素淡雅的白描,便是从吴道子发展而来的,白描成为我国绘画上的一种新体例。这样追溯上去的画仇英的人物画是吴道子一派的。 3仇英笔力刚劲,尤其善于用粗细不同的笔法表现不同的对象,又善于白描,人物造型准确。线条流畅。构图使得画面的横向空间增大。有的卧于屋内阅读、弹琴,有的在院外赏景、闲谈,他们从屋内走向屋外,从这个房屋走向另一个房屋,从 一个庭院转移到另一个庭院,从宫外描写到宫内, 人物安排的恰到好处,简繁得当,这在美术史上是没有几位画家能做到的。我们不得不 佩服仇英高超的艺术技巧和巧于构思的艺术才能。 从画中看出,给人一种轻松活泼的欢快氛围。这与仇英的用色和构造的氛围是有很大的关系。在设色上很有讲究,以工笔重彩的笔法表现,设色研雅鲜丽,给人一种朝气蓬勃的氛围。同时背景后面还配有仇英中所特有的青绿山水画法, 青绿山水勾勒工整精艳、设色中融和渲染、点皴,透出文雅清新的韵味。红与青绿的配合,再有朱红暖色调的宫殿作大的背景衬托,更使得画面朝气蓬勃、其乐融融。无愧古人。 如图汉宫春晓图第四段: 三:建筑风格论证 在中国古代绘画中,落差一千多年绘画存世作品里,由于时代不同,绘画里的建筑物有着明显不同。以木构架为主的结构方式是中国古代建筑的主要型制。 那么明代建筑特点主要为: 1明清的建筑多为高台基,木构架,大屋顶 2皇家格局为前朝后寝,左祖右社,文东武西,左右对称的 3明清建筑突出了梁柱檩的直接结合,减少了斗拱这个中间层次作用 4明清两代建筑檐口平直,补间铺作的斗拱变小超过三个或者更多,有普拍枋,阑额出头,昂已经变成翘头假昂 5屋顶出檐较短,色彩繁复华丽,风格富丽堂皇。如图所示汉宫春晓图第七段我们可以看到补间铺作斗拱三个昂已经变成假昂 四,人物服饰论证: 古代书画重点服饰,也与书画建筑一样,具有指标性意义,此图虽然是描绘汉代宫中场景,实质上我们从贵妇的服饰和发髻上可以辨认出并非如此,可以看出汉代的服饰和发髻与本图的装束是不符的,明代女子的形象是在高髻上插一金凤,明代服装上衣,下裙,仇英描绘的虽然是汉代宫廷生活,实际上仇英更多体现了明代女子宫廷的生活情景。仇英的很多幅画中都有类似的表现,都是以古代的故事为模板实际上是描写明代景致。明代服饰贵妇的上褥下裙,腰带上往往挂上一根以丝带编成的宫绦,用玉佩压往下裙避免飘起。还有明代贵妇典型的发髻,高顶双髻无袄长裙。如图汉宫春晓图第三段。 纵观中国人物画的历史可以知道,人物画从元代 开始,已呈衰落的趋势,到明代更是市况愈下。而 仇英在人物画创作上却点亮了一抹亮丽的颜色,给人物画创作以新的生机。仇英将自己的青绿山 水和亭台楼阁技法作为画的背景,增加了画 面的生活情趣,以及将古人法度和明代风格融合在一起,形成仇英自己独具风格的一派仕女画创作,成为明代工笔人物画的典范。

专科还是本科?

1、石头是花鸟画中重要的题材,凡写意花鸟画中都可配以石头。花鸟画中的石头与山水画中的石头是有区别的。在传统艺术中,对石头的审美欣赏有瘦、漏、空、透、奇、怪的标准,其力和势是至关重要的,是有生命力的,可以增加画面的意境和意趣。

2、石头有阴阳向背,为求形式感,可分三面、两面、一面,上白下黑,上疏下密,疏白为阳,黑密为阴。

根据画面需要可大可小,可高可低,可纵可横,可直可斜,可方可圆,可繁可简。用笔要挥洒自如,灵活多变,中、侧锋互用,重笔法,浓淡干湿,勾皴点擦,泼破,虚实松紧,一气呵成,浑然一体。

3、勾皴法画石:是一种比较概括、明快的方法,发挥线条的张力和审美趣味,虚实相生,顿挫转折,中侧聚散,顺逆拖拉,随形就势。皴擦为石之纹理,增强石头的立体感,边勾边皴,外形线实,内皴线虚,气韵贯通,生动活化。

4、勾填法画石:勾好石头后填加色墨,以丰富石头的表现形态。填色墨要注意笔笔见笔触,不可随意乱涂,杂乱无章。

5、泼墨法画石:用色墨泼出石形,墨色浑化生动,但注重用笔,笔是筋骨,墨是肌肤,笔得形似,墨得神韵。巧妙用水,使之淋漓苍郁,浓淡相宜,干湿得当,浓不凝滞,淡不浮薄。在泼中见苍润之气,虽干犹湿,妙留空白。

6、破墨法画石:色墨泼后,趁湿用干重墨破。可勾,可皴,可擦,可点,笔墨变化莫测,趣味无穷。可一次破,也可多次破,须控制好画面效果。

7、点苔:自然界中的石头上多苔点,变化多端丰富。国画中点苔时,可用各种笔法去点,形态各异,攒三聚五,若即若离,含蓄而且生动。点苔要有传神点睛之妙,可点于败笔之处以遮丑破败,笔弱乏力之处以强笔助势,破除呆滞之感以增加活力。

石墨烯电池的研究现状论文

石墨烯电池会多在新能源利用市场发展,多用于汽车及电子设备当中;如果石墨烯电池能够突破快充方式则应用的面积会更广。

前景看好,石墨烯发展机遇很大,不过难度较大。据《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》显示,锂离子电池之所以能够在新能源汽车领域取得主导地位,源于过去几十年持续改进技术,缓慢但不断地提高性能。每一次性能提升的幅度虽然不大,但量变积累起来引起质变,终于实现了电动汽车的初步实用化。随着石墨烯在其他领域应用研究的继续开展,以及制备技术的成熟,石墨烯未来有成本大幅下降的可能性。在此基础上,石墨烯用于提升锂离子电池的性能将具备性价比。如果综合考量材料成本、生产工艺、加工性和电化学性能,笔者认为,石墨烯或者石墨烯复合材料实际用于锂电负极的可能性很小产业化难度不小。

它是由碳原子紧密堆积而成的二维晶体,是目前最知名也是最坚硬的纳米材料之一,具有超薄、超轻、超柔、高强度、超导、良好的导热性和透光性等特点,集良好的透光性、高导热性、高电子迁移率、低电阻率、高机械强度等多种优良性能于一身。它在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等许多领域具有广泛而巨大的应用潜力。它是引领未来高科技竞争的超级材料,被称为 "黑金 "和 "新材料之王"。石墨烯电池。石墨烯电池的现状和发展是可行的。

石墨烯电池,是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速、大量穿梭运动的特性而开发的一种新能源电池。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池行业新的发展点。电池技术是电动汽车推广和发展的最大门槛,而电池行业正处于铅酸电池和传统锂电池都遇到瓶颈的阶段。石墨烯储能设备研发成功后,如果能够实现量产,将给电池行业乃至电动汽车行业带来新的变化。石墨烯电池的原理。石墨烯电池的现状和发展可行性。铜离子带有双正电荷,由于室温下溶液的热能,铜离子以每秒约300米的速度穿过溶液。

当离子撞向石墨烯带时,碰撞产生的能量足以使电子离开石墨烯,当它们不在原位时。电子有两个选择:它们可以离开石墨烯带并与铜离子结合,或者它们可以穿过石墨烯并进入电路。流动的电子在石墨烯中的速度比它们在溶液中移动的速度快,所以电子自然会走一条路,通过电路。正是这一点点亮了LED灯,"而释放的电子更有可能通过石墨烯表面而不是进入电解质。这就是该设备产生电压的方式。石墨烯电池的现状。石墨烯具有优良的光学、电学和机械性能,在材料科学、微纳米加工、能源、生物医学和药物输送等方面具有重要的应用前景,被认为是未来的革命性材料。

根据石墨烯电池产业的发展趋势分析,我国石墨烯产业起步较早,产业链初步形成,整个产业呈现出蓬勃发展的势头。下游厂商已经能够参与全球石墨烯市场竞争,在石墨烯研究和生产方面取得了领先优势,是我国少数能够基本与国际先进国家接轨的新兴产业之一。石墨烯电池的现状和发展可行性。就石墨烯的发展现状而言,世界上已有80多个国家和地区开展了石墨烯研究。一般来说,世界各国前期的支持政策主要集中在石墨烯基础研究方面,注重石墨烯制备技术的开发等。

目前,大部分都是围绕石墨烯产业链的中游,以石墨烯功能器件的研发为主,着力推动石墨烯产业向下游转移。预计未来5-10年,对石墨烯产业的支持仍将集中在石墨烯中游产业链上,以进一步加快石墨烯的产业化进程。石墨烯电池的发展可行性。石墨烯电池的现状和发展可行性。纵观中国乃至世界,石墨烯产业化和材料革命正处于突破的前夜。虽然目前石墨烯的应用还没有大规模投入市场,存在风险和不确定性,但未来的发展潜力和动力是巨大的。由于铅酸电池市场巨大,石墨烯在这一领域大有可为。

石墨烯研究论文

关键词属于主题词中的一类。主题词除关键词外,还包含有单元词、标题词的叙词。主题词是用来描述文献资料主题和给出检索文献资料的一种新型的情报检索语言词汇,正是由于它的出现和发展,才使得情报检索计算机化(计算机检索)成为可能。主题词是指以概念的特性关系来区分事物,用自然语言来表达,并且具有组配功能,用以准确显示词与词之间的语义概念关系的动态性的词或词组。技巧—:依据学术方向进行选题。论文写作的价值,关键在于能够解决特定行业的特定问题,特别是在学术方面的论文更是如此。因此,论文选择和提炼标题的技巧之一,就是依据学术价值进行选择提炼。技巧二:依据兴趣爱好进行选题。论文选择和提炼标题的技巧之二,就是从作者的爱好和兴趣出发,只有选题符合作者兴趣和爱好,作者平日所积累的资料才能得以发挥效用,语言应用等方面也才能熟能生巧。技巧三:依据掌握的文献资料进行选题。文献资料是支撑、充实论文的基础,同时更能体现论文所研究的方向和观点,因而,作者从现有文献资料出发,进行选题和提炼标题,即成为第三大技巧。技巧四:从小从专进行选题。所谓从小从专,即是指软文撰稿者在进行选则和提炼标题时,要从专业出发,从小处入手进行突破,切记全而不专,大而空洞。

如今他为中国做出了巨大的贡献,而且通过自己的努力将事业发展的非常好,现在也过得非常的幸福。

如今这个天才已经成为了我国中国科学院的院士,为我国的科技发展默默地贡献出自己的一份力量。

在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!

论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

油画水中鹅卵石表现技法研究论文

这些鹅卵石,被厚厚的青苔包围着,虽然真容不全都展露,但各具特色,有生机有活力,浪漫无限。颜色基本一致,紧贴于水面的鹅卵石,更不逊色,水在鹅卵石上慢慢的流淌,产生小小的波纹,衬托出水中鹅卵石独特的气质与完羮,骄艳欲滴,靓丽无比。溪水清澈见底,拥挤的鹅卵石不在遵规守纪的排列,挤出水面的鹅卵石被光一照,耀眼夺目

提及住区水环境设计,自古以来就有“城有水则秀,居有水则灵”、“吉地不可无水”的说法。水体作为一个造景要素,不仅具有生态价值,而且可以调节温湿度,净化空气,增强居住舒适感,水的形态、风韵、气势、声音蕴含着无穷的诗意、画意和情意,丰富了空间环境,给人美的享受和无限的联想。古时即有“遥遥十里荷风,递香幽室”?[1]、“深柳疏芦之际略成小筑,足征大观也”?[2] 之说(明·计成《园冶》)。现代水景住区自20世纪90年代在欧美开始流行以来,这股流行浪潮很快就影响到中国,蔓延到广州、深圳、上海、北京以及内陆省份。近年来,由于生活节奏的加快,建筑的高度密集、环境的严重污染,城市居民更加渴望能够与纯朴自然、亲切优美的湖光水色零距离接触和朝夕相处。因此,住区水景设计也就得到了极大的发展。事实上,深圳由于地理位置优越,区内山、湖资源丰富,气候湿热,经济发达,为水环境设计与建设提供了极其便利的条件,其设计达到了较高的水平。一、水的景观特性水景住区之所以深受人们喜爱,带给人们无穷的趣味,毋庸置疑是源于水自身的特性。流动性:地球的重力使水从高向低不停地流动,这种位移的变化使水处于不断循环运动中,充分体现出水柔美、活泼的特性。而瀑布、海浪、激流、涌泉等不同程度的激烈状态带给人强烈的视听感受。此外,风这一时令要素也促成水的流动,在平静的湖面上,“风乍起,吹皱一池春水”,一派诗情画意。倒影和反射:水的倒影能增加景深,扩大景面,产生虚实对比、交相辉映的画面。阳光下,水面波光粼粼,新绿、晴空和建筑交织变幻,视野收放开合;倒影、逆光、反射,波光晶莹,色彩缤纷,将建筑环境衬托得如诗如画。可塑性:水是一种连续的物质,无形而消极,本身没有固定形状,但通过容器或喷头,却能塑造成多种形态。宋代画家郭熙在《林泉高致》中曾说:“水,活物也,其形欲深静,欲柔滑,欲汪洋,欲环绕,欲肥腻,欲喷薄……”,就极为详尽地描绘了水的多种多样的形态。声、色特性:水本没有自己的声音,基底的不同,上部剩余空气的多少决定了水的声音。涓涓细流发出的悦耳动听的水声,瀑布、海浪发出的轰鸣都有益于营造空灵超脱的意境;水虽然没有颜色,是透明的液体,但自然界中的浮游生物和光线中青蓝色的反射作用赋予它丰富的颜色;周围环境颜色的映射,也使得水面可以随着景物色彩的变化而变化。二、水景的开发和利用亲水是人们的天性,水体的开发利用不仅可以营造“诗情画意”的景观效果,并且也能运用一定手段去拓展空间,延伸、引导空间,用设计师的创意理念去多样化地丰富景观环境内容,达到活化空间、创造情意。空间的拓展:规模较大的面状空间,在环境空间中有一定的控制和空间拓展作用。一方面,水虚无的形态弱化了空间界限,延展了空间范围,有助于空间的拓展;另一方面,水中的倒影,不仅给水面带来光波的动感,使水面产生虚空间,产生开阔、深远之感。空间的延伸引导:小规模的水面或点式水景,在环境中起着点景作用,构成空间的视觉焦点,从而起到引导作用,其布置较为灵活;并且这样的水景与水面大面积不同,更易与人直接产生戏水活动,不仅增强了对景观的参与性和趣味性,也满足了人们亲水的心理。空间的层次:水景作为视觉对象,具有丰富的视觉层次。其多样的形态和可塑性,可以灵活组织成各种点、线、面式的水景,通过不同叠合的方式形成三维立体空间;并利用周围的环境,建筑掩映、分割和充实空间,起到点景、对景、背景的作用,获得丰富的空间层次。三、实例分析(深圳华侨城波托菲诺二期纯水岸景观设计)深圳华侨城波托菲诺二期纯水岸是深圳现代住区水环境设计的成功范例之一。该项目占地面积80万平方米,总建筑面积108万平方米,二期纯水岸位于波托菲诺的腹地,地形绵延起伏,7万平方米的天然湖泊燕栖湖穿越其中,对面环以苍翠浓郁的荔枝林、高尔夫球场,北侧是已经建成的天鹅堡一期,西侧紧靠主题公园欢乐谷。区内空气清新,含氧量高,原始环境条件得天独厚。设计理念:以意大利海滨小镇PORTOFINO为蓝本,设计中融合了西方古代建筑和现代社区的特色,根据原有的自然特色,以尽量减少人工对原创的干扰为原则,创造了一个以水为媒体的主题水岸住区—享受自然,回归质朴。水景设计:基于对基地自然环境的充分了解,遵循开发的策划理念,设计上注重利用水景、硬质铺装、植物等多种造景元素,通过不同的水景处理方式既表达了东方人“天人合一”的自然观,也体现了有趣味的西方人的“维理”观念的特征。入口广场的线状水景:住区的中部设计了一条轻松而令人陶醉的景观轴线:入口广场—休闲步行街—圣菲诺钟楼—水岸广场和码头,构图上反映出纯粹的意大利广场式布局和建筑装饰风格。入口处拾级跌落而下,顺着缓缓而下的休闲步行商业街,一缕水带在广场中部集结,黑色石材汀步交错浮于水面,细雨落下,溅起圈圈涟漪,是整个住宅小区的焦点和精华所在;尽端高大的钟楼偏向一侧,形成整个景观轴线的高度控制,与远端开阔的湖面形成强烈的对比。  一方面尊重其自然式布景;另一方面结合建筑形式对水面轮廓进行了部分梳理改造,局部拓宽和挖进,整理邻水界面。这不但加大了湖岸线总长度,并且增加了水面的空间节奏感,消解了两岸较为硬质的景观物质;湖岸由叠石砌成,被各种自然植被覆盖,野趣横生,水面上根据高差设计了两处叠水瀑布,为止水如镜的湖面增加了无限的动感;湖水边缘自然延伸到了的TOWNHOUS的四组水庭、会所和泳池,沿着湖边或绿树成荫的小码头,以缓坡形式慢慢淹没深入湖面的入口广场,长长的木栈道顺着湖岸向水面延伸……湖水、建筑、植物融为了一个整体。点状几何式水景:除却以上较大的水景以外,住区中还有分布于建筑组团内部的点状几何式水景。这些水景或是用麻石雕琢而成的吐水石面,或是由弧形水台形成的瀑布,或是刻有精致花纹的圆形铜质水钵与八角形的水池的组合体布置在各轴线的交汇处,甚或与燕栖湖连成一个整体,形成中心视觉焦点。水景与人工要素的和谐处理:人具有亲水性,喜欢和水保持近距离接触,用身体的各个部位感受它的气味、水雾和湿润。设计中在宽达5米的木栈道上面设置了木凳和木台基,可作休息之用,使人们长时间亲近湖面观赏大自然的美景;水岸广场延伸入湖水的缓坡,以及由青石板和鹅卵石铺砌而成泊船码头,即强化了港湾效果又让人们与水产生了直接的联系;湖畔步道满铺方砖,临水设置休闲咖啡座,漫步湖畔,湖水的静谧和智慧沁人心肺;凭栏远眺,广阔的水面延伸远处;极目燕含山的翠绿葱茏,涤荡胸怀;临街品茗,舒雅惬意,轻快灵透。为了渲染地中海风情,使水面与周围环境协调起来,设计中注意人工要素的选材和色彩的匹配。 铺地以青石板、鹅卵石、亚光面花岗石、砂岩为主,水池的池底则以小块的花岗石与鹅卵石拼砌而成,栏杆、灯柱、花盆等配件多以铸铁、原木、陶土等原始材料做成;色彩上为了表现热烈的海滨气氛,采用了一些强烈的对比色,远远望去,在青山绿水的烘托之下显出油画般的效果。建筑的布局和设计也充分考虑水景的引入。布局上采用“中央低,周边高”的形式,邻湖位置布置Townhouse和低层公建,以减少对湖面的压迫感,基地北侧布置较高层数的住宅建筑,以使在不影响湖景的前提下可以欣赏到湖景,同时在外围成为小区中心的屏风;水岸广场转角处布置弧形的建筑组合,达到视线上的通透;组团之间采用了“Z”字形的建筑拼接手法,形成较为完整,具有亲和力的内部空间。立面造型上联排式别墅体量较小,以小四坡顶为主要形式,造型丰富多彩,提供了良好的湖面边界景观效果。多层住宅因体量相对较大,在保持坡顶形式的同时,又融合了部分现代设计元素,色调以明黄为主,线条简洁明快,配合丰富的门窗和阳台古典元素的细部,立面十分简洁和整齐。户型设计考虑以湖面为主要景观元素,强调舒适性和景观面,270°超宽双层观景阳台使得温柔宁静的湖水成为日常居家风景。四、结语总的来说,水景的设计要注重美学感受的营造,在保证环境健康发展的前提下,注重水景的开发利用,尺度节制,在有限的资源条件下建立优美的自然环境和开放空间,增强邻里交往,营造诗意、画意、情意的情感体验。

石墨的研究现状和发展前景论文

随着新能源、新材料产业的崛起,石墨产品尤其是下游深加工制品越来越引起关注,正逐渐成为国防、航天、新材料等领域不可替代的重要材料。为此,美国、欧盟等早已把石墨列为重要的战略资源,并加以控制开采。而我国工业和信息化部发布的《石墨行业准入条件》也对当前的石墨市场乃至整个石墨行业的未来发展形成种种利好。

石墨烯在中国的研究与发展:

中国在石墨烯研究上具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。

如欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所,力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。

石墨烯有望在诸多应用领域中成为新一代器件,为了探寻石墨烯更广阔的应用领域,还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺,使其得到更好的应用。

石墨烯用途是:

石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。

相比之下,如今以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。

主要上市公司:贝特瑞(835185);方大炭素(600516);银基烯碳(400070);碳元科技(603133);沃特新材料(002886);常州二维碳素(833608)

本文核心数据:石墨烯行业企业营收额;石墨烯行业区域企业数量;石墨烯行业企业产能

行业概况

1、定义

石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但目前已经得到了较为广泛的应用。石墨烯层数可分为单层石墨层、少层石墨烯和多层石墨烯;按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等;按照产品形态又可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。

2、产业链剖析:下游应用较为广泛

石墨烯产业链的上游为石墨矿资源及生产设备;中游为石墨烯薄膜和石墨烯粉体制造;下游主要的应用以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息等六大产业。

目前,我国石墨烯产业链的上游石墨烯矿产及设备公司有方大炭素、思泉新材和宝泰隆等;中游石墨烯粉体和薄膜的生产公司有常州二维碳素、第六元素和中泰化学等;下游应用领域众多,目前较为广泛的新能源领域的代表企业有贝特瑞新材料、东方碳素、南都电池和欣旺达等;涂料领域的代表性企业有墨睿科技和深创时代等;大健康领域代表性公司有烯旺科技和圣泉集团等;节能环保领域的代表性企业有正拓能源和驰飞等;化工新材料的代表性企业有新纶科技和华高烯暖等;电子信息领域的代表性企业包括远望谷和汉威电子等。

行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段

石墨烯的理论研究始于1947年,迄今已有70余年的历史。但真正能够独立存在的二维石墨烯晶体则是出现在2004年,英国曼彻斯特大学天文物理学教授Andre K. Geim领导的研究小组利用微机械剥离方法首次获得了石墨烯,标志着这一新型材料的问世。中国国家自然科学基从2007年开始对石墨烯项目投资,促进了我国石墨烯产业的发展。2013年以来,石墨烯先后被列入“十二五”“十三五”规划中,政策的推动促使了我国一大批石墨烯企业的诞生,石墨烯生产开始走向批量化、规模化。2017年至今,石墨烯已经在锂电池、太阳能、散热材料、电缆LED等行业有了较为广泛的应用。

行业政策背景:“十四五”规划愈发重视石墨烯行业的发展

相比于国外政府较早进行政策扶持,我国直到2012年才由工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,首次明确提出支持石墨烯新材料的发展。之后,我国先后出台《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》《国家创新驱动发展战略纲要》《新材料产业发展指南》《“十三五”材料领域科技创新专项规划》等文件,确立石墨烯在新时代我国制造业发展中的重要战略地位,鼓励在电化学储能、海洋工程、柔性电子器件、重大环保技术装备、汽车、航天航空行业等领域拓展石墨烯应用。2021年,国家发改委发布了《国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》,提出大力支持发展新材料产业的重点任务。

行业发展现状

目前,石墨烯产品主要为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。石墨烯粉体主要应用于防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等行业;石墨烯薄膜主要在导热膜、柔性显示、传感器、集成电器等行业有较为广泛的应用。

1、供给:石墨烯粉体和石墨烯薄膜已经实现大规模量产

目前中国大部分石墨烯行业代表性企业均已建立石墨烯产品生产线,其中,在明确公布产量数据的企业中,第六元素、凯纳股份、青岛昊鑫及先丰纳米的石墨烯相关产品产能均达到了千吨级别。此外,根据2021年11月12日举办的2021(第八届)中国国际石墨烯创新大会公布的数据,目前中国已成为石墨烯材料生产大国,石墨烯粉体产能达万吨,石墨烯薄膜产能740万平米。

注:上述数据均来源于企业官网,部分企业官网数据未做更新。

2、需求:石墨烯需求不断增加,市场规模达百亿以上

2015年到2018年,我国石墨烯产业处于高速发展期。据中国经济信息社数据统计,2015年石墨烯市场规模仅为6亿元,2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元,复合增长率高达117%。在高速发展后,从2019年开始石墨烯行业进入快速平稳发展期,增速有所降低,根据赛迪智库发布的《2020年中国石墨烯产业发展形势展望》估算,2019年中国石墨烯规模将达到120亿元;根据石墨烯联盟公布的数据,2020年国内石墨烯相关领域市场规模达140亿元。初步估测2021年中国石墨烯市场规模或达到157亿元。

3、专利情况:2020年石墨烯相关专利申请热度最高

根据智慧芽搜索结果,2015-2022年9月,我国石墨烯相关专利申请数量先增后降,2020年相关专利申请数量达到峰值33390项,2021年相关专利申请数量下降至30165项。此外,截至2022年9月的石墨烯相关专利中,发明申请类型的专利占比最多,达到了57%,其次为授权发明,占比为27%。

注:查询时间为2022年9月26日。

4、发展痛点:关键技术制约下游应用拓展

由于石墨烯从发现至今仅经历10余年时间,其发展仍处于较新的阶段,尽管石墨烯在规模化生产技术和 工艺装备等方面均取得重大进展,但其低成本规模化制备技术、下游应用技术、绿色制备技术等方面仍存在技术瓶颈,且产品普遍存在尺寸和层数不均匀、质量不稳定等问题,材料的各项性能指标远不及实验室水平,难以满足大规模工业化量产的需求,制约了石墨烯在下游应用领域的拓展。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国石墨烯行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

石墨烯产业规模持续扩大,下游领域不断拓宽,多地企业密集投建石墨烯制备和应用项目,并借助并购重组打通上下游各环节,提高自身产能,整合产业资源,优化提升石墨烯产业能级。

1、2020年中国石墨烯行业发展现状分析:行业发展势头良好,市场规模持续扩大

中国石墨烯行业正处于市场导入期,产品尚未成熟,行业利润率较低,但市场规模持续扩大。2015年到2018年,我国石墨烯产业处于高速发展期。据中国经济信息社数据统计,2015年石墨烯市场规模仅为6亿元,2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元,复合增长率高达117%。

在高速发展后,从2019年开始石墨烯行业进入快速平稳发展期,增速有所降低。《2020年中国石墨烯产业发展形势展望》中估算2019年中国石墨烯规模将达到120亿元,考虑到疫情的影响,前瞻测算2020年石墨烯市场增速将有所下降,石墨烯市场规模达到126亿元。

2、中国石墨烯行业细分产品分析:下游涉及行业众多,石墨烯应用领域广泛

石墨烯下游行业众多,主要应用于以下五个领域:

一是光电产品领域,以其非常好的透光性、导电性和可弯曲性,在触摸屏、可穿戴设备、OLED、太阳能等领域中发挥作用。

二是能源技术领域,主要依赖于石墨烯超高的比表面积、超轻的重量和非常好的导电性。

三是功能复合材料,通过将石墨烯加入各种塑形基体,能够制备出具有很好导电、导热、可加工、耐损伤的特殊材料。

四是微电子器件,未来的石墨烯半导体、石墨烯集成电路、THz器件等领域,需要利用石墨烯独特的性质来发挥。

五是生物医药和传感器领域,石墨烯对单分子的响应能力、承载抗体后的分子输运能力都是其他传感器不能实现的。

3、中国石墨烯行业产能分析:龙头公司产能持续扩增加,中小企业生产能力有待提高

2018年以来,石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。粉体方面,常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已拥有国内领先的石墨烯粉体生产线。薄膜方面,长沙暖宇新材料科技公司年产量100万平方米的石墨烯膜生产线已开建,预计建成后将成为国内第二大石墨烯膜生产线。

——石墨烯粉体

石墨烯粉体材料制备工艺类化工属性,将以添加剂的形式提升传统产品性能。以粉体应用为主的行业包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等。石墨烯粉体将主要以添加剂的形式与传统产品混合,结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。

石墨烯粉体多掺杂在其他材料中使用,比如导电剂、超级电容、特种涂料、高效催化剂等。目前中国规模以上企业石墨烯粉体的生产能力多在100吨左右。

——石墨烯薄膜

石墨烯薄膜可以应用在导热膜上,发挥其优异的导热性能,用于智能手机、平板电脑等设备的散热层;利用石墨烯的导电透光以及高度柔性,可以用来制作柔性显示屏、可穿戴设备等;石墨烯巨大的比表面积以及优异的电子传输性能,是的传感器领域成为石墨烯薄膜的一大目标市场;此外,石墨烯对硅的替代有望带来半导体领域颠覆性的革命,成为下一代集成电路、超级计算机的基础材料。

中国石墨烯薄膜的产能约超过650万平方米左右,主要集中在常州地区。

4、中国石墨烯行业未来发展趋势:扩产成为行业趋势

我国石墨烯产业化发展势头迅猛,各地企业积极投建石墨烯项目。随着石墨烯行业规模的不断扩大,下游应用的不断延伸,2018年以来,石墨烯龙头企业纷纷投资建立新的生产线,扩大产能,以实现规模化生产。

—— 更多数据可参考前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》

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