Mikä on lasimainen hiili？ - Veeksemicon

Lasinen hiili, joka tunnetaan myös nimellä lasinen hiili lyhyeksi, on grafitisoitu hiili, joka yhdistää lasin ominaisuudet jakeramiikka. Se valmistetaan sintraamalla polymeroitua orgaanista esiastetta korkeassa lämpötilassa inertissä kaasuilmakehässä. Koska se on musta kaikkialla ja siinä on lasillinen sileä pinta, sitä kutsutaan lasimaiseksi hiiliksi.

Ⅰ. Aineelliset edut ja sovellusalueet

Lasikiilellä on sarja erinomaisia ​​ominaisuuksia, ja se voidaan jalostaa erilaisiin muotoihin, joten sillä on laaja valikoima sovellusnäkymiä:

● Korkea lämpötilankestävyys: Lasihiiltä voidaan käyttää pitkään inertissä kaasussa tai tyhjiössä noin 3000 ° C: ssa ilman haurautta. Se sopii melkein kaikkiin korkean lämpötilan suojaustiloihin, kuten pyrometrin suojaputkiin, latausjärjestelmiin ja korkean lämpötilan uunien osiin;

● Korroosionkestävyys: Lasihiili on resistentti kaikille märkä hajoamisaineille, happo- ja alkali sulaa, eikä sillä ole muistivaikutusta. Sitä voidaan käyttää tavanomaisissa laboratoriolaitteissa ja analyysinäytteet ovat pilaantumattomia;

● Lämmönjohtavuus ja ei-kastelu: Lasihiilen lämmönjohtavuus on ~ 80 W/(M▪K), joka on lähellä metalliraudan. Sitä voidaan käyttää upokkaissa jalometallien ja titaaniseosten sulattamiseksi ja lämmitys- ja sulamisaika lyhentää; Sen ei-kosteuttava omaisuus eliminoi myös aineellisen menetyksen ongelman;

● Korkea puhtaus eikä hiukkasia: Lasihiili tehdään upokkaiksi ja veneiksi, mikä on ihanteellinen materiaali puolijohteiden tuotantoon; Sitä voidaan käyttää myös ionin implantointijärjestelmien ja plasman syövytysjärjestelmien elektrodien osina jne.

● Hyvä johtavuus: Lasimaiset hiilielektrodit ovat laaja potentiaalialue, jota voidaan käyttää epäorgaanisten aineiden tutkimiseen negatiivisella potentiaalivyöhykkeellä ja orgaanisten aineiden redox -reaktioiden kanssa positiivisella potentiaalivyöhykkeellä; Tutkijat ovat käyttäneet lasimaisia ​​hiilielektrodiantureita lääkkeiden voltammetrisen analyysin loppuun saattamiseksi ja toteuttamaan erittäin stabiilit perovskite -valoelektrodit.

Kaavion kaavio prosessista, joka valmistelee perovskite fotoanode -sarjaa lasimaisesta hiilestä ja kevyestä absorboijasta

Ⅱ. Materiaalirakenteen ja ominaisuuksien tutkimus

Koska tutkijat syntetisoivat ensin lasimaisen hiilen vuonna 1962, lasimaisen hiilen rakenteen ja ominaisuuksien tutkimus on ollut kuuma aihe hiilimateriaalien alalla. Lasimainen hiili on tyypillinen SP2 -hybridisoitu epäjärjestynyt hiilirakenne. Tyypin I lasimainen hiili muodostuu sintraamalla polymeroiduilla orgaanisilla aineilla lämpötilassa, joka on alle 2000 ° C, ja sen sisustus koostuu pääasiassa epäjärjestyneistä käpristyneistä grafeenifragmenteista; Tyypin II lasimainen hiili sintrataan korkeampaan lämpötilaan ja on epäjärjestynyt monikerroksinen grafeenin kolmiulotteinen matriisi.

Teknisten keinojen kehittymisen myötä lasimaisen hiilen rakenteellinen kehitys ja luontaiset ominaisuudet on edelleen paljastettu. Karlsruher Institut Für Technologie, jota käytetään in situ korkearesoluutioisen siirtoelektronimikroskopian (HR-TEM) polymeeripyrolyysin rakenteellisen kehityksen visualisoimiseksi lämpötila-alueella 500-1200 ° C. Tulokset osoittivat, että:

● Fullereenit, voimakkaasti kaarevat grafeenilevyt ja pienemmät kaksiulotteiset grafeenilevyt esiintyvät samanaikaisesti lasimaisessa hiilessä suhteellisen suurella koolla ja muodossa, pinottu (<10 kerrosta) tai toisiinsa kytkettyjä grafeenifragmentteja;

● Lasimaisen hiilen mikroporit eivät johdu kokonaan fullereenirakenteista, koska fullereenirakenteiden jakautuminen ja osuus riippuvat voimakkaasti näytteen pinta -alasta. Toisin kuin muutaman kerroksen grafeenirakenteet, satunnaiset huokoset 3D-näytteissä vastaavat suurimmasta osasta;

● Grafeenifragmentit on kytketty toisiinsa σ- ja π-sidoksilla, mikä johtaa C-C-sidoksen pituuksiin lasimaisessa hiilessä, ja luontaiset ei-kuusi-jäseniset renkaat johtavat edelleen sidospituuksien monimuotoisuuteen;

● Grafeenifragmentit eivät aina kasva, ja paikallinen epävakaus alhaisissa lämpötiloissa aiheuttaa pienempien hiutaleiden erottamisen tai sulautumisen suuremmilla hiutaleilla. J. Bauer ja muut Karlsruhe-tekniikan instituutista käyttivät fotolitografiaa polymeerihunajakennon mikro-arkkitehtuurien käsittelemiseen ja valmistivat sitten erittäin voimakkaan nanolasihiilen, jonka yksittäinen pylväs on lyhyempi kuin 1 μm ja halkaisija niin pieni kuin 200 nm pyrolyysin läpi; Materiaalin lujuus on niin korkea kuin 3GPA, joka vastaa suunnilleen lasimaisen hiilen teoreettista lujuutta; Lasimaisen hiilihunajakennon topologisen rakenteen tiheys on vain 0,6 g/cm³, saavuttaa tehokas vahvuus 1,2 gPa.

TEM -kuvat pienten grafeenihiutaleiden siirtymisestä pyrolyysin aikana. 

(A-C) pyöreät hiutaleet, jotka on erotettu suuremmista grafeenilohkoista (nuoli 1); 

(D-F) hiutaleet sulautuvat vierekkäisiin materiaaleihin 780 ° C: ssa (nuoli 2). Asteikkopalkki: 2 nm.

A, B, polymeerirakenne ennen pyrolyysiä: Yleisen yksikkösolun kokonaisrakenne (A) ja lähikuva (B);

C, D, Nanolattice kutistuu isotrooppisesti noin 20%: iin sen alkuperäisestä koosta pyrolyysin aikana.

Ⅲ. Teollisuuden asettelu ja sovelluksen laajennus

Luton-sähkökemia ja Chenrui-uudet materiaalit ovat saavuttaneet lasimaisen hiilen kotimaisen valmistuksen ja saavuttaneet 5 μm: n erittäin ohuneiden lasimaisten hiilituotteiden massatuotannon.

Tulevia kehityssuuntauksia ovat:

● Suorita puolijohde-luokan lasisyalisten hiilipinnoitteiden laajamittainen levitys, jota käytetään eristysmateriaaleina kidekasvuunille sic-kidekasvun lämpökentän stabiilisuuden ongelman ratkaisemiseksi vähentäen samalla energiankulutusta 20%;

● Lasimainen hiili bipolaarisena levymateriaalina uusien energiaajoneuvojen polttokennoille voi lisätä akun hyötysuhdetta 15%;

● Kevyitä lasimaisia ​​hiilikomposiittimateriaaleja (ρ <1,3 g/cm³) käytetään rakettimoottorin suuttimissa lämpötilankestävyyden parantamiseksi huomattavasti.

Puolivälion Kiinan johtava lasimaisten hiiliraaka -aineiden valmistaja ja toimittaja. MeidänLasimainen hiilipäällysteinen grafiittipotkuHänellä on laaja valikoima sovelluksia puolijohteiden käsittelyn alalla, ja se on voittanut korkean tunnustuksen puolijohteiden voimalaitoksissa, kuten Euroopassa, Amerikassa, Japanissa ja Etelä -Koreassa. Tervetuloa kuulemaan meitä.