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史上最全的碳-石墨

   2022-04-19 50
核心提示:  碳”、既是最硬又是最軟的材料,既是絕緣體又是導電體,既是隔熱材料又是導熱材料,既是全吸光材料又是全透光材料?! ∧咎?/div>
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史上最全的碳-石墨

  碳”、既是最硬又是最軟的材料,既是絕緣體又是導電體,既是隔熱材料又是導熱材料,既是全吸光材料又是全透光材料。

  木炭(charcoal)是木材或木質原料經過不完全燃燒,或者在空氣的條件下熱解,所殘留的深褐色或黑色多孔固體燃料。

  人們是從什么時候開始使用炭的雖然并不十分清楚,但如說人們發明取火的同時就與炭產生了聯系的看法應該說是妥當的。

  木炭是保持木材原來構造和孔內殘留焦油的不純的無定形碳。中國商代的青銅器和春秋戰國時代鐵器的冶煉都用木炭,利用其吸濕性來觀測氣候變化等。

  在化學工業上常作二硫化碳和活性炭等的原料。用作餅干廠、冶煉廠等的燃料,也用于水的過濾、液體的脫色和制備黑色火藥等。還在研磨、繪畫、化妝、醫藥、火藥、滲碳、粉末合金等各方面應用。

  白炭 特點:優點燃燒時間長,不冒煙,無污染,比重大,敲擊有金屬鋼音;缺點受潮易發爆(燃燒時發出噼里啪啦的聲音,并有火星飛濺傷人)、價格昂貴等。

  活性炭 活性炭可以說是木炭的深加工。主要產在我國南方福建、浙江一帶,他是把木炭利用氯化鋅、磷酸、硫化鉀和白云石等化學物品活化、漂洗、干燥、粉碎加工而成的,其生產過程對水污染比較嚴重,國家一般生產。

  機制炭 機制炭作為傳統木炭(傳統木炭:以樹木為原料,燒制而成,是一種資源的產業,已被國家所)的替代產品,它有燃燒時間長、熱值高、不冒煙、不發爆、環保等多種優點。

  煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。是一種固體可燃有機巖,主要由植物遺體經生物化學作用,埋藏后再經地質作用轉變而成,俗稱煤炭。煤炭被人們譽為黑色的金子,工業的食糧,它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一。

  雖然煤炭的重要已被石油所替代,但在相當長的一段時間內,由于石油的日漸枯竭,導致它必然,而煤炭因儲量巨大,加之科學技術的飛速發展,煤炭汽化等新技術日趨成熟,并得到廣泛應用,煤炭必將成為人類生產生活中的無法替代的能源之一。

  煤炭的用途十分廣泛,可以根據其使用目的總結為三大主要用途:(1)動力煤,(2)煉焦煤,(3)煤化工用煤,主要包括氣化用煤,低溫干餾用煤,加氫液化用煤等。

  墨是中國古代書寫和繪畫用到的墨錠。墨的主要原料是炭黑、松煙、膠等,是碳元素以非晶質型態的存在。通過硯用水研磨可以產生用于毛筆書寫的墨汁,在水中以膠體的溶液存在。

  焦炭一種固體燃料,質硬、多孔、發熱量高、用煤高溫干餾而成,多用于煉鐵。焦碳通常按用途分為冶金焦(包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等)、氣化焦和電石用焦等。

  針對從17世紀到18世紀木炭資源缺乏的實際情況,提出了新炭材料資源即利用煤的要求,有數代者開始了煤炭煉鐵的實驗。

  焦炭的生產在18世紀末取得較大進步,蜂巢式焦爐替代了以前生產木炭式的窯,焦炭的質量取得了決定性的改善。

  最初焦炭的使用僅限于生產生鐵,1783年t和P.Onions地研究用焦炭把生鐵鋼,而發明了攪拌(Paddling)型爐并應用。這是一種將反射爐中熔融的鐵水用鐵棒不斷攪拌,讓碳及其它雜質燃燒逸出,把生鐵完全變成柔韌鋼錠的方法。

  H.Cort把小塊煅鋼放在帶槽的壓延機加工,得到了典型的具有纖維狀組織、耐腐蝕的優質鍛造鋼。這項發明使Cort成為近代壓延機之父。此外,這種方法提供的鋼是液態的,把鋼水倒入鑄模就可以成為鑄鋼。這就給鐵冶金工業所有的工序帶來影響。

  針對從17世紀到18世紀木炭資源缺乏的實際情況,提出了新炭材料資源即利用煤的要求,有數代者開始了煤炭煉鐵的實驗。

  是專用于生產煤氣的焦碳。主要用于固態排渣焦碳的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以CO和H2為可燃成分的煤氣。

  鐵合金焦是用于礦熱爐冶煉鐵合金的焦碳。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態還原劑參與還原反應,反應主要在爐子中下部的高溫區進行。以冶煉歸鐵合金為例,其反應式為SiO2(液)+2C(固)=Si(液)+2CO(氣),隨著反應的進行,焦碳中的固定碳不斷消耗,主要以CO形式從爐頂逸出。焦碳灰粉中的三氧化二鋁(Al2O3)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)和五氧化二磷(P2O5)等,部分或大部分被還原出來,進入合金中;未參加反應的部分進入爐渣。焦碳中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后揮發掉。冶煉不同品種的鐵合金,對焦碳質量的要求不一,生產硅鐵合金時對焦碳質量要求最高,所以能滿足硅鐵合金生產的鐵合金焦,一般也能滿足其他鐵合金生產的要求。

  石墨電極,主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結合劑,經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式電能對爐料進行加熱熔化的導體,根據其質量指標高低,可分為普通功率、高功率和超高功率。

  電爐煉鋼用電極不但用于電弧而且也在爐外精煉的LF(Ladle Furnace)使用。當初的LF是單純對鋼脫氧時溫度下降而進行溫度補償設置的。LF具有溫度補償,又可向鋼包中添加還原劑,使鋼種擴大,質量改善,合格率上升,也是實現連鑄配合不可缺少的設備。

  電弧爐中使用的煉鋼用電極的作用是讓鐵屑和電極間產生電弧。爐內溫度超過1500 ℃,弧端溫度在3500℃以上,因此作為電極材料不但要具有導電性,還要具有在高溫下不熔融變形,保持一定的機械強度。人造石墨電極因符合上述條件而成為唯一的實用材料。

  電極前端部因產生電弧局部加熱而受到很大的熱應力,產生掉塊。另外在追加鐵屑,再通電時的急冷急熱,大電流通過時電極內部的溫度差,由此產生的徑向環應力和剪切應力使電極產生裂紋,在電極前端部的連接處,常發生脫落或掉塊折損。

  電極從機械作用角度講也是在過酷條件下使用。鐵屑崩塌對電極的沖擊很大,常常造成電極卡箍下鏈接接頭最大徑附近或孔底處折斷。

  熔解末期是超過1500℃的高溫,吹氧精煉或流入的空氣使爐內成為氧化性氣氛,在這樣下,電極側部會連續消耗。

  這樣的背景下,日本國內在實施了夜間操作的基本體制產率提高,對各種消耗要求進一步降低。這樣一來,就要求電極能提高耐折損性和耐剝落性,氧化。

  表面涂覆一層抗氧化層(石墨電極抗氧化劑)的石墨電極。形成既能導電又耐高溫氧化的層,降低煉鋼時的電極消耗(19%~50%),延長電極的使用壽命(22%~60%),降低電極的電能消耗。

  這種技術在國內尚處于研究開發階段,也有些國內廠家也開始生產。在日本等發達國家有得到比較廣泛的應用。目前國內也出現了專門進口這種抗氧化涂層的公司。

  允許使用電流密度低于 17A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。

  碳刷(Carbon brush)也叫電刷,作為一種滑動接觸件,在許多電氣設備中得到廣泛的應用。碳刷在產品應用材質主要有石墨,浸脂石墨,金屬(含銅,銀)石墨。碳刷是電動機或發電機或其他旋轉機械的固定部分和轉動部分之間傳遞能量或信號的裝置,它一般是純碳加凝固劑制成,外型一般是方塊,卡在金屬支架上,里面有彈簧把它緊壓在轉軸上,電機轉動的時候,將電能通過換相器輸送給線圈,由于其主要成分是碳,稱為碳刷,它是易磨損的。應定期更換,并清理積碳。

  碳刷是與電機或發電機的旋轉部件既整流器(換向器)相接觸、摩擦的同時發揮導電功能的炭素產品。使用時的功能如下圖:

  在碳刷的刷體上裝有銅制導線。用于電機時,電流經導線通過碳刷導入與其相摩擦接觸的換向器表面。用于發電機,與此相反,電流從換向器流向碳刷。

  要使碳刷與換向器保持穩定的摩擦接觸,就需要在銅制的換向器接觸面上生成穩定的氧化銅皮膜。為此,就有必要尋求碳刷材質、彈簧壓力及電流密度等方面的最適合的條件。同時,電機的運轉(溫度、濕度、氣氛、塵埃)以及碳刷通過換向器片時因換向作用而產生的火花的大小對氧化皮膜的產生狀況也有很大的影響。

  因為碳刷起著與轉子(集電環)之間電流的傳導作用,需要有良好的摩擦性能和導電性能。早期,碳刷的材質以石墨質為主,現在開發出了天然石墨質、人造石墨質、金屬石墨質及樹脂石墨質(石墨、金屬和樹脂的結合材質)等各種各樣的材質??梢愿鶕猛具x定適合的材質。人造石墨質的碳刷主要適合于對換向性能要求高的用途;而金屬石墨質的碳刷則適合于電流容量大的用途。

  該類碳刷的主要材料是電解銅和石墨。根據使用需要有時也采用銀粉(精密儀器上用的,非常貴)、鋁粉、鉛粉等其他金屬,這些碳刷里面又有含黏結劑和不含黏結劑之分。這類碳刷既有石墨的摩擦特性又有金屬的高導電性,因此,適用于高負荷和換向要求不高的低電壓電機(如汽車啟動馬達等)。其圓周速度不超過30米/秒。

  天然石墨是該類碳刷的主要原材料黏結劑采用瀝青或樹脂,經過烘焙或1000度燒結而成。這類電機有良好的潤滑性能和集流性能。多數用于運行平穩的中小型直流電機和高速汽輪發電機集電環;電氣石墨主要成分是碳黑、焦碳和石墨等各種碳素粉末材料組成,這類碳刷具有優異的換向性和自潤滑性能,廣泛用于各類交直流電機不但壽命長,而且對換向器的磨損小。

  在東洋炭素集團,我們提供完整系列的碳刷,包括用于一般工業用途、吸塵器、汽車、家電、電動工具、電力供應、微電機等的碳刷。

  汽車上有很多電機,不同的電機需要使用與其性能相適應的碳刷。特別是近年來,基于便利性和舒適性的考慮,汽車上輔助類的電機越來越多,1臺高級轎車所需要的碳刷甚至超過了100只。由于汽車電機的電源是由電池供給的12~24V低電壓,為了盡量減少電損,通常使用電阻率較低的含銅的金屬石墨質碳刷。

  東洋炭素集團不斷為應用于不同用途的碳刷實現最佳性能而進行研究。至今,我們已經成功地開發了一系列新產品,包括特殊涂層碳刷、帶切斷裝置的碳刷、汽車燃油泵碳刷和碳盤,等等。

  碳滿足汽車燃油泵換向器所需的許多條件。東洋炭素已為換向器開發最佳的碳刷材料和低磨損的碳盤。我們可以提供理想的碳刷材料,以符合使用條件。

  在其使用壽命結束時,當彈簧壓力降低,碳刷由于換流有產生更大火花的傾向。帶切斷裝置的碳刷磨損時,迅速切斷電流,以減少換向器損失。東洋炭素根據碳刷類型和應用提供切斷設計。

  此碳刷表面有一層導電金屬薄膜涂層。涂層可以減少與電阻和溫度上升相關的損失,而且不影響碳刷的使用壽命和換向性能。這些碳刷用于小型高速真空吸塵器、電動工具電機等用途。

  活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳,也有排列規整的晶體碳?;钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫等元素?;钚蕴恐谐荚赝?,還包含兩類摻和物:一類是化學結合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中,或者在活化過程中,外來的非碳元素與活性炭表面化學結合,如用水蒸氣活化時,活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分,它是活性炭的無機部分;灰分在活性碳中易造成二次污染。

  無堿脫臭(精制脫硫醇)—— 重催的精制裝置;乙烯脫鹽水(精制填料)——乙烯裝置;催化劑載體(鈀、鉑、銠等)——苯乙烯、連續重整裝置、水凈化及污水處理——上水及下水的深度處理。

  香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發污染控制,各種浸漬劑液的制備等,比如活性炭可以作為活性碳罐的填充物用來生產摩托車碳罐汽車碳罐等。

  活性炭在初期主要應用是粉炭在糖業中逐步代替了原來的骨炭。在20世紀20年代的第一次世界大戰中出現的顆粒大量應用于防毒面具。這是工業化學史上輝煌的一頁。

  通過防毒面具應用的推動,活性炭歷史進入了第二階段,活性炭市場不斷擴大,活性炭的吸催化功能在眾多行業的精制、回收、合成上的應用陸續開發,美國等的活性炭廠陸續開設。在20世紀中葉不斷拓展應用面的活性炭,被視為“萬能吸附劑”。

  1927年美國自來水廠發生了廣大居民難以接受的自來水惡臭事故,這是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成異臭所致。等地的自來水廠也發生了同樣的事故,這些事故都是用活性炭來解決的。

  等靜壓石墨是上世紀40年代發展起來的一種新型石墨材料,具有一系列優異的性能。等靜壓石墨的耐熱性好,在惰性氣氛下,隨著溫度的升高,其機械強度反而升高,在2500℃左右時達到最高值;與普通石墨相比,結構精細致密,而且均勻性好;熱膨脹系數很低,具有優異的抗熱振性能;各向同性、耐化學腐蝕性強、導熱性能和導電性能良好;具有優異的機械加工性能。正是由于具有這一系列的優異性能,等靜壓石墨不僅在民用上大有作為,在國防尖端上占有重要地位,屬新型材料,令人矚目。它是制造單晶爐、金屬連鑄石墨結晶器、電火花加工用石墨電極等不可替代的材料,更是制造火箭噴嘴、石墨反應堆的減速材料和反射材料的絕好材料。

  在太陽能、半導體行業中,大量使用等靜壓石墨,制作單晶直拉爐熱場石墨部件,多晶硅熔鑄爐用加熱器,化合物半導體制造用加熱器、坩堝等部件。近年來,太陽能光伏發電發展迅猛,光伏產業中的單晶硅和多晶硅生產對石墨需求量巨大。目前,單晶、多晶硅產品均朝大型化、高端化發展,對等靜壓石墨也有了更高的要求,即:更大規格、更高強度、更高純度。

  為了縮短生產工藝流程,降底成本,提高質量,減少勞動強度和對的污染,20多年來金屬材料生產逐漸向連鑄方向發展。

  等靜壓石墨主要用于大型銅材生產線年開始,我國從奧地利、法國、、日本等國先后引進30多條生產線,而國內自行設計制造的生產線多條,均采用石墨結晶器。電極石墨

  電火花加工是當今模具行業的一次,它不僅簡化了傳統工藝手段,而且使制造異形模具成為可能。石墨無熔點,是電的良導體,抗熱振性好,是極佳的電火花加工電極材料。普通石墨材料,為粗顆粒結構低密度各向異性石墨,不能滿足電火花加工的需求,而等靜壓石墨因具有各向同性,是制造電火花石墨電極的最佳材料。

  等靜壓石墨具有中等的力學性能,特別出色的高溫力學性能,導熱系數大,線膨脹系數低。在高溫氣冷堆中,主要用作反射劑、慢化劑及活性區結構材料,同核燃料一道構成核燃料組件。在400~1200℃的溫度下,受高能γ射線和快中子的放射線,時間長達數年之久,容易造成輻照損傷,從而改變石墨的結構和性質,所以要求材料的石墨化度高、各向同性度好、組成均一、彈性模量低。

  核石墨與常規工程用石墨的主要區別有兩點,核純和耐輻照損傷。當前,國內核石墨材料的研制尚缺輻照試驗這一環節,這是下一步研制中必須面對過程,除輻照要求外,核石墨在冷態狀態下的質量要求是:規格大型化、質量穩定、熱穩定性好、熱膨脹系數低。目前,我國只能生產少量的高溫氣冷堆反應用核石墨,主要還是依賴進口。

  熱解石墨是新型炭素材料,是高純碳氫氣體在一定的爐壓下,在1800℃~2000℃的石墨基體上經化學氣相沉積出的較高結晶取向的熱解碳,它具有高密度(2.20g/cm)、高純度(雜質含量(0.0002%)和熱、電、磁、力學性能各向異性。在1800℃左右仍能維持10mmHg的真空度。

  800-1000℃以下熱解的是熱解碳,在1400-2000 ℃熱解或更高溫度下處理的叫熱解石墨。熱解碳的性質結構取決于其制造條件,其中以沉積溫度為重。從其反應機理上說

  carbon fiber,簡稱CF),是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。

  碳纖維碳材料已在軍事及民用工業的各個領域取得廣泛應用。從航天、航空、汽車、 電子、機械、化工、輕紡等民用工業到運動器材和休閑用品等。碳纖維增強的復合材料可以應用于飛機制造等軍工領域、風力發電葉片等工業領域、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。球棒等體育領域。碳纖維是典型的高科技領域中的新型工業材料。

  由于碳纖維復合材料具有輕而強、輕而剛、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、結構尺寸穩定性好以及設計性好、可大面積整體成型等特點,已在航空航天、國防軍工和民用工業的各個領域得到廣泛應用。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。高性能碳纖維是制造先進復合材料最重要的增強材料。

  碳纖維也應用在工業與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結構等的加固補強,在鐵路建筑中,大型的頂部系統和隔音墻在未來會有很好的應用,這些也將是碳纖維很有前景的應用方面。另外, 碳纖維做補強混凝土結構時, 不需要增加螺栓和鉚釘固定,對原混凝土結構擾動較小, 施工工藝簡便。

  壓力容器采用碳纖維復合材料制作,主要用在汽車的壓縮天然氣罐上,而且還用在救火隊員的固定式呼吸器上。

  CNG罐源于美國和歐洲國家,日本和其他的亞洲國家也對這項應用表現出了極大的興趣。風力發電機葉片

  世界上風力發電機組的發電機額定功率越來越大,與其相適應的風機葉片尺寸也越來越大。為了減少葉片的變形,在主乘力件如軸承和葉片的某些部位采用碳纖維來補充其剛度。中國‘十五’期間的風機裝機總容量已達到1

  。5G瓦,因而碳纖維在風力發電機葉片上的應用前景看好。碳纖維在風能、核能和太陽能等新能源領域也具有廣闊的應用前景。當風力發電機功率超過

  3MW,葉片長度超過40米時,傳統玻璃纖維復合材料的性能已經趨于極限,采用碳纖維復合材料制造葉片是必要的選擇。只有碳纖維才能既減輕葉片的重量,又能滿足強度和剛度的要求。碳纖維布

  碳纖維布又稱碳素纖維布,碳纖布,碳布,碳纖維織物,碳纖維帶,碳纖維片材(預浸布)等 。碳纖維布是一種單向碳纖維產品,通常采用

  12K碳纖維絲織造。重量最輕的是1K碳布,中國碳纖維車架單車、三角架基本使用3K碳布。1K碳纖維管材由于從碳絲的等級,樹脂的成分,碳布的密度,成型的壓力溫度等等工藝都非常嚴格,1K碳布價格是3K碳布的3倍??商峁﹥煞N厚度:0.111mm(200g)和0.167mm(300g)。碳纖維布強度高,密度小,厚度薄,基本不增加加固構件自重及截面尺寸。碳纖維廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結構類型、結構形狀的加固修復和抗震加固及節點的結構加固。碳纖維復合材料抽油桿

  (Expanded Graphite,簡稱EG)是由天然石墨鱗片經插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質。EG除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優良性能以外,還具有天然石墨所沒有的柔軟、壓縮回彈性、吸附性、生態協調性、生物相容性、耐輻射性等特性。

  ,增強電極及電解液導電性,枝晶形成,并能提供良好的成型特性,陽極溶解和變形,延長電池壽命。相變儲熱材料

  ,換熱性能差,影響其儲能和釋能效率。同時復合相變材料中多孔介質的孔隙率較小,內含相變材料少,導致其儲能量低,這些缺點都了該材料的應用和發展。膨脹石墨豐富的孔隙結構、高導熱性能,可以很好的彌補這些缺陷。防火安全材料

  ,或將其制成防火密封條、防火堵料、阻火圈等,一旦起火迅速膨脹,堵塞火災蔓延通道,達到滅火目的。此外,將可膨脹石墨的細顆粒加入到普通涂料中,可制得效果較好的阻燃防靜電涂料。蔡曉霞等對聚磷酸銨(APP)

  (EG)協同阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)及其阻燃機理進行了研究。結果表明,APP和EG對EVA具有良好的協同阻燃效果。產品分類

  柔性石墨密封材料按其用途,主要分為兩大類:一類用于各種泵、閥門、反應釜上的密封填料;另一類是用于各種管道法蘭上的石墨墊片。

  密封填料是將切成適當寬度和長度的膨脹石墨帶纏繞在不同規格的金屬模中,在壓力機上直接成型的預成填料,適用于各種截止閥、閘閥、調節閥、球閥、加閥等。

  通??煞譃閮煞N,一種是純石墨墊片,它是用膨脹石墨粒料直接在金屬模中成型,也可用膨脹石墨板材直接沖裁或切割而成;另一種是石墨纏繞墊,是以金屬帶和膨脹石墨重疊卷成,可以在較高壓力下使用。

  SPM型)適用于壓力12MPa、溫度200℃以下的管道、閥門、機泵等的密封,接觸介質可為河水、自來水、地下水、海水、油類等。以石墨纖維為芯的石墨盤根(SPS型)適用于壓力12MPa、溫度350℃以下的管道、閥門、機泵等的密封,接觸介質除了各種水、油類外,還可以接觸酸堿物質?!?碳材料發展史 】

  Fullerene)是單質碳被發現的第三種同素異形體。任何由碳一種元素組成,以球狀,橢圓狀,或管狀結構存在的物質,都可以被叫做富勒烯,富勒烯指的是一類物質。富勒烯與石墨結構類似,但石墨的結構中只有六元環,而富勒烯中可能存在五元環。1985年Robert Curl等人制備出了C60。1989年,科學家Huffman和Kraetschmer的實驗了C60的籠型結構,從此物理學家所發現的富勒烯被科學界推向一個嶄新的研究階段。富勒烯的結構和建筑師Fuller的代表作相似,所以稱為富勒烯。

  1.硬度比鉆石還硬2.軔度(延展性)比鋼強100倍3.它能導電,導電性比銅強,重量只有銅的六分之一4.它的成分是碳,所以可從廢棄物中提煉??上胂裎覀兊奈磥砩钪袑⒂小盁o金屬電線”“富勒烯

  (非金屬)鋼筋的建筑物”“富勒烯防彈背心”“富勒烯汽車殼”……構想中的“東京灣城”亦將富勒烯列為主要建材,納米巴克管(富勒烯)可無限延伸(巴克管長度越長,其原子數越多,所以巴克管的原子數不一定是C

  C60本身的對稱性決定了C60自身有非線性光學性質。作為一種新的化合物,研究其電、磁、光等應用常重要的,實際上C60就是因為堿金屬在一定條件下具有超導電性,其電荷轉移復合物有鐵磁性而引起人們極大興趣和關注。物質的應用

  C60具有特殊的圓球形狀,是所有中最圓的;另外,C60的結構使其具有特殊的穩定性。在水平上,單個C60是異常堅硬的,這使得C60可能成為高級潤滑劑的核心材料。

  X射線,粒子束)窗口,半導體晶片,高硬度表面齒輪,金剛石-纖維合成材料,以及高溫和防輻射電子器件等。

  年日本電氣公司的飯島發現了一種管狀碳——巴基管,巴基管具有獨特的幾何結構和奇妙的導電性質,同時具有高抗張強度和高度熱穩定性。巴基管的這種特殊的電學和機械性能使其具有巨大的應用價值。

  C60能夠得到或失去電子形成離子,帶電巴基球可以用作物理碰撞的高能轟擊粒子。在電化學方面的的應用

  光導材料是復印機、傳真機和激光打印機的基本部分,舊的光導材料使用硒作為感光劑,較為先進的有機光導聚合物已經代替了硒材料。美國杜邦公司的研究人員發現用

  1%的C60(可能是C60和C70的混合物)的PVK聚合物是一類全新的高性能光導體,類似的產品已經應用于靜電復印技術中。

  C60超導體的發現是超導領域的又一重大,這種超導體具有相對較高的臨界溫度,C60超導體的臨界溫度不僅遠遠高于所有的有機超導體,而且也大大高于以前發現的金屬和合金超導體,只比炙手可熱的氧化物陶瓷超導體低。

  C60和C70等富勒烯都是良好的非線性光學材料,C60/C70混合物(C70約占10%)的非線esu,C76甚至還具有光偏振性。C

  薄膜具有很高的光學效率,這一性質使得C60在激光光學通信和光學計算機方面有著重要的潛在應用,并有望在短期內付諸實現。護膚品

  由于富勒烯能夠親和基,具有極強的抗氧化能力,能夠起到活化皮膚細胞,預防肌膚衰亡的作用。關于富勒烯在清除基方面的功效目前已有近3

  萬篇論文被發表,近3千個專利獲得了認可。正因如此,21世紀以來富勒烯開始被用作化妝品原料,具有抗皺、美白、預防衰老的卓越價值,成為備受矚目的尖端美容成分。多元體研究

  年日本NEC公司實驗室的專家飯島(Iijima)發現了由管狀的同軸納米管組成的碳即碳納米管。碳納米管具有典型的層狀中空結構特征,構成碳納米管的層片之間存在一定的夾角碳納米管的管身是準圓管結構,并且大多數由五邊形截面所組成。管身由六邊形碳環微結構單元組成,端帽部分由含五邊形的碳環組成的多邊形結構,或者稱為多邊錐形多壁結構。是一種具有特殊結構(徑向尺寸為納米量級,軸向尺寸為微米量級、管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。分類

 ?。┖投啾谔技{米管(Multi-walled nanotubes, MWNTs),多壁管在開始形成的時候,層與層之間很容易成為陷阱中心而捕獲各種缺陷,因而多壁管的管壁上通常布滿小洞樣的缺陷。與多壁管相比,單壁管是由單層圓柱型石墨層構成,其直徑大小的分布范圍小,缺陷少,具有更高的均勻一致性。應用前景

  碳納米管自身重量輕,具有中空的結構,可以作為儲存氫氣的優良容器,儲存的氫氣密度甚至比液態或固態氫氣的密度還高。適當加熱,氫氣就可以慢慢出來。研究人員正在試圖用碳納米管制作輕便的可攜帶式的儲氫容器。在碳納米管的內部可以填充金屬、氧化物等物質,這樣碳納米管可以作為模具,首先用金屬等物質灌滿碳納米管,再把碳層腐蝕掉,就可以制備出最細的納米尺度的導線,或者全新的一維材料,在未來的電子學器件或納米電子學器件中得到應用。

  利用碳納米管的性質可以制作出很多性能優異的復合材料。例如用碳納米管材料增強的塑料力學性能優良、導電性好、耐腐蝕、屏蔽無線電波。使用水泥做基體的碳納米管復合材料耐沖擊性好、防靜電、耐磨損、穩定性高,不易對造成影響。

  碳納米管還給物理學家提供了研究毛細現象機理最細的毛細管,給化學家提供了進行納米化學反應最細的試管。碳納米管上極小的微??梢砸鹛技{米管在電流中的擺動頻率發生變化,利用這一點,1999年,巴西和美國科學家發明了精度在

  Graphene)是一種二維碳材料,是單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯的統稱。于2004年問世,其發現者英國曼徹斯特大學安德烈-海姆教授于2010年獲得諾貝爾物理學。

  Graphene)指由一層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。

  3-10層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。

  10層以上10nm以下苯環結構(即六角形蜂巢結構)周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。主要應用

  隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基于已有的研究,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。

 
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