《石墨烯手册》第1卷主要研究石墨烯的生长、合成和功能化，以及如何优化可用于各种应用的石墨烯纳米结构。本书详细阐述了最新有关石墨烯在各种衬底（金属和半导体）上的合成和功能化，其性质和可能的应用方法。本书共18章，主要对石墨烯的生长、合成和功能化的潜在应用进行了深入研究。

本书面向的是致力于研究石墨烯这种神奇的低维材料的基本特性及其在微纳米技术中的应用的学生和积极从事相关研究的人员。另外，本书也讨论了石墨烯的各种可能应用以及提高合成石墨烯质量的不同方法，所以也是企业家必备的阅读材料。

第1章  金属材料中的石墨
 

1.1  铸铁中的石墨
   

1.1.1  球墨铸铁中的球状石墨
   

1.1.2  灰铸铁中的片状石墨
   

1.1.3  蠕墨铸铁中的蠕墨
 

1.2  球状石墨在球墨铸铁中的生长
   

1.2.1  淬火顺序和显微组织演变
   

1.2.2  石墨粒度分布的演变
   

1.2.3  液体中早期球状石墨的形成
   

1.2.4  奥氏体和碳原子的再分布产生的石墨吞噬
   

1.2.5  球墨铸铁中球状石墨的生长阶段
 

1.3  石墨的结构
 

1.4  石墨中的晶体学缺陷
   

1.4.1  位错、倾斜晶界和孪晶界
   

1.4.2  不全位错引起的2H/3R结构转变
   

1.4.3  堆垛层错引起的2H/3R结构转变
  

 1.4.4  由c轴旋转缺陷引起的2H/3R结构转变
   

1.4.5  由杂环缺陷引起的2H/3R结构转变
 

参考文献 

第2章  石墨烯的合成与质量优化
 

2.1  引言
   

2.1.1  石墨烯合成简史
   

2.1.2  化学气相沉积法制备石墨烯的优点和局限
 

2.2  化学气相沉积缺陷的表征
 

2.3  优化化学气相沉积条件以提高石墨烯质量
   

2.3.1  优化生长动力学
   

2.3.2  优化流体动力学
   

2.3.3  优化合成规模
   

2.3.4  优化衬底形貌
 

2.4  小结
 

参考文献 

第3章  氟化石墨烯的合成方法及物理化学性质
 

3.1  引言
 

3.2  石墨烯-氟化石墨烯的化学修饰
 

3.3  氟化石墨烯的稳定相-CF、C2F和C4F
 

3.4  氟化石墨烯的合成方法
 

3.5  氟化石墨烯的原子与电子结构
 

3.6  氟化石墨烯形成过程的量子化学模拟
   

3.6.1  计算
   

3.6.2  氟在清洁有序石墨烯表面的吸附
   

3.6.3  纯有序石墨烯与FHF-、H2OF-、H2OFHF-离子及其配合物的相互作用
   

3.6.4  氟化石墨烯表面的缔合吸附
   

3.6.5  纯石墨烯与晶界的缔合吸附
   

3.6.6  水合氢离子在石墨烯表面的吸附
 

3.7  小结
 

参考文献 

第4章  石墨烯-SiC增强复合材料泡沫对高应变速率变形的响应
 

4.1  引言
 

4.2  实验方法
   

4.2.1  SiC和石墨烯增强铝合金混杂复合泡沫材料的制备
   

4.2.2  石墨烯泡沫铝试样特性
   

4.2.3  分离式霍普金森杆 

4.3  结果
   

4.3.1  石墨烯/泡沫铝复合材料的微观结构研究
   

4.3.2  高应变速率压缩行为
 

4.4  讨论
 

4.5  小结
 

参考文献 

第5章  SiC（001）基底少层石墨烯的原子结构与电子性质
 

......

碳，作为有机生命体的骨架元素，见证了人类的历史发展；碳材料和其应用形式的更替，也通常标志着人类进入了新的历史进程。石墨烯这种单原子层二维材料作为碳材料家族最为年轻的成员，自2004年被首次制备以来，一直受到各个领域的广泛关注，成为科研领域的“明星材料”，也被部分研究者认为是有望引发新一轮材料革命的“未来之钥”。经过近20年的发展，人们对石墨烯的基础理论和在诸多领域中的功能应用方面的研究，已经取得了长足进展，相关论文和专利数量已经逐渐走出了爆发式的增长期，开始从对“量”的积累转变为对“质”的追求。回顾这一发展过程会发现，从石墨烯的拓扑结构，到量子反常霍尔效应，再到魔角石墨烯的提出，人们对石墨烯基础理论的研究可以说是深入且扎实的。但对于石墨烯的部分应用研究而言，无论在研究中获得了多么惊人的性能，似乎都难以真正离开实验室而成为实际产品进入市场。这一方面是由于石墨烯批量化制备技术的精度和成本尚未达到某些应用领域的要求；另一方面，尽管石墨烯确实具有优异甚至惊人的理论性能，但受实际条件所限，这些优异的性能在某些领域可能注定难以大放异彩。

我们必须承认的是，石墨烯的概念在一定程度上被滥用了。在过去数年时间内，市面上出现了无数以石墨烯为噱头的商品，石墨烯似乎成了“万能”添加剂，任何商品都可以在掺上石墨烯后身价倍增，却又因为不够成熟的技术而达不到宣传的效果。消费者面对石墨烯产品，从最初的好奇转变为一次又一次的失望，这无疑为石墨烯应用产品的发展带来了负面影响。在科研上也出现了类似的情况，石墨烯几乎曾是所有应用领域的热门材料，产出了无数研究成果和水平或高或低的论文。无论对初涉石墨烯领域的科研工作者，还是对扩展新应用领域的科研工作者而言，这些成果和论文都既是宝藏也是陷阱。

如何分辨这些陷阱和宝藏？石墨烯究竟在哪些领域能够为科技发展带来新的突破？石墨烯如何解决这些领域的痛点以及这些领域的前沿已经发展到了何种地步？针对这些问题，以及目前国内系统全面的石墨烯理论和应用研究相关著作较为缺乏的状况，北京石墨烯技术研究院启动了《石墨烯手册》的翻译工作，旨在为国内广大石墨烯相关领域的工作者扩展思路、指明方向，以期抛砖引玉之效。

《石墨烯手册》根据Wiley出版的Handbook of Graphene翻译而成，共8卷，分别由来自世界各国的石墨烯及相关应用领域的专家撰写，对石墨烯基础理论和在各个领域的应用研究成果进行了全方位的综述，是近年来国际石墨烯前沿研究的集大成之作。《石墨烯手册》按照卷章，依次从石墨烯的生长、合成和功能化；石墨烯的物理、化学和生物学特性研究；石墨烯及相关二维材料的修饰改性和表征手段；石墨烯复合材料的制备及应用；石墨烯在能源、健康、环境、传感器、生物相容材料等领域的应用；石墨烯的规模化制备和表征，以及与石墨烯相关的二维材料的创新和商品化展开每一卷的讨论。与国内讨论石墨烯基础理论和应用的图书相比，更加详细全面且具有新意。

《石墨烯手册》的翻译工作历时近一年半，在手册的翻译和出版过程中，得到国防工业出版社编辑的悉心指导和帮助，在此向他们表示感谢！

《石墨烯手册》获得中央军委装备发展部装备科技译著出版基金资助，并入选“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目。

由于手册内容涉及的领域繁多，译者的水平有限，书中难免有不妥之处，恳请各位读者批评指正！