中國粉體網訊 石墨烯場發射X射線管可讓醫用設備輻射量比現有設備減少60%以上。近日，記者從重慶石墨烯產業園獲悉，入駐該園區的重慶信合啟越科技有限公司歷時10年完成了“立式石墨烯陣列材料的制備及其應用”全產業鏈技術開發，已建成年產4萬片以上的石墨烯材料規模化生產線。
掌握了完整的材料制備工藝
石墨烯被譽為“材料之王”，是迄今為止自然界厚度最薄、硬度最高、導熱導電性能最好的新材料。
“我們做石墨烯可以說是誤打誤撞。”重慶信合啟越科技有限公司總經理李葵陽說，公司2009年成立，最初研究方向是碳納米管制備技術。碳納米管曾經是場發射材料的研究熱點，他們按照需求目標進行針對性研發，不斷改進制程工藝、核心生長設備和產品結構形貌。沒想到最接近目標的產品結構已經是立式石墨烯。
當時石墨烯這一概念還不被大眾廣泛認知，他們拿著制備的材料經過第三方專家分析認定，才確定這一材料是石墨烯。
李葵陽說，為了能夠掌握完整的材料制備工藝，公司承擔了國家863計劃項目“石墨烯的控制制備及其在光電領域的應用”課題，歷時兩年掌握了材料的生長動力學模型，摸索出完整的材料制備工藝。
有別于粉體材料和薄膜材料，立式石墨烯陣列材料是由相對于基材直立結晶生長的高純度石墨烯構成的新型石墨烯材料。公司自主研發的高溫可控化學氣相沉積工藝，可在金屬、碳纖維、微晶硅等各種基材上結晶生長成型，無須剝離轉移過程，直接構成電子場發射電極、電催化電極、電儲能電極等各種新型核心器件產品。
為了解決材料的批量化、可靠性、一致性等工程化研發，他們歷時4年，掌握了從生產設備、產品配方到制備工藝全流程的自主知識產權，已申請國家發明專利11項，獲授權8項，獲授權美國發明專利1項，獲授權德國發明專利1項。
今年9月，重慶信合啟越科技有限公司和重慶大學共同完成了“立式石墨烯陣列材料的制備及其應用”項目，通過中科合創（北京）科技成果評價中心組織的專家科技成果評價會，專家組認為該成果實現了立式石墨烯材料制備技術及中試示范技術的研發，整體技術達到國際先進水平，其中水處理和射線管應用技術達到國際領先水平。
相關產品已形成規模化生產
近年來，我國石墨烯產業高速發展。不過在應用方面，石墨烯仍以中低端產品為主，也讓這一備受期待的“材料之王”被戲稱為“工業味精”，急需向智能化、高端化轉型。
“立式石墨烯陣列材料具有強電子隧穿效應、高導電性、大比表面積、高強度、高結構穩定性等特點，我們認為它在電催化、場發射、電儲能等領域具有很高的應用價值。”李葵陽說。
在應用方面，他們將新型X光管等X射線影像設備作為率先突破的應用領域。據了解，目前市場上應用的X射線管均為加熱鎢絲發射電子的熱發射X射線管，存在雜散射線多、輻射高、生產成本高等問題。石墨烯場發射X射線管，采用立式石墨烯陣列材料作為電子發射陰極，是基于場發射原理構成的新型X射線源器件。具有能量轉換效率高，雜散射線少，輻射劑量小，低功耗及發熱量低等特性。
在以副總經理鄧波為首的研發團隊的努力下，重慶信合啟越科技有限公司不僅完成了新型X射線管產品的規模化生產工藝研發，同時還建成了國內一流的X射線管批量生產線及高標準的產品質量管理體系。目前，重慶信合啟越科技有限公司已能規模化生產65KV—300KV全系列玻璃外殼X射線管；醫用X射線管及牙科醫用X光機65KV產品已交付醫療機構進行中試運行；安檢X射線管160KV—250KV系列產品已向安檢設備供應商批量供貨；工業檢測X射線管產品已小批量交付工業檢測設備供應商。
除X射線應用領域外，立式石墨烯陣列材料還分別應用于環保、儲能等戰略性新興產業應用領域當中。
李葵陽表示，入駐重慶高新區后，他們得到了進一步的發展，接下來還將繼續加大對石墨烯材料及相關產品的創新研發和市場推廣力度。相信隨著新型高性能應用產品陸續投入市場，將逐漸形成具有自主知識產權的立式石墨烯高科技產業鏈條和產業集群，積極助推重慶石墨烯產業發展。
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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