Mi az üveges szén？ - Vetekchemon

Üveges szén, más néven üveges szén, röviden, egy nem grafitizált szén, amely ötvözi az üveg tulajdonságait éskerámia- Ezt úgy készítik, hogy egy polimerizált szerves prekurzort magas hőmérsékleten egy inert gáz atmoszférában szinte. Mivel az egész fekete és az üveghez hasonló sima felülete van, üveges szénnek nevezzük.

Ⅰ. Anyagi előnyök és alkalmazási területek

Az üvegszén kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, és különféle formákba feldolgozható, tehát széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik:

● Magas hőmérsékleti ellenállás: Üvegszén hosszú ideig használható inert gázban vagy vákuumban körülbelül 3000 ° C -on, törékenység nélkül. Szinte minden magas hőmérséklet -védelmi alkalmhoz, például pirométer védőcsövekhez, töltő rendszerekhez és magas hőmérsékletű kemence alkatrészekhez alkalmas;

● Korrózióállóság: Az üvegszén ellenáll az összes nedves bomlási ágensnek, a sav- és lúgos olvadással, és nincs memóriaképe. Használható a hagyományos laboratóriumi berendezésekben, és az elemzési minták szennyezésmentesek;

● Hővezető képesség és nem nedvesítő: Az üvegszén hővezető képessége ~ 80W/(m ▪K), amely közel van a fémvasé. Használható a keresztesítőben a nemesfémek és a titánötvözetek megolvasztására, valamint a fűtési és olvadási idő lerövidítésére; Nem nedvesítő tulajdonsága kiküszöböli az anyagvesztés problémáját is;

● Magas tisztaság és nincs részecskék: Az üvegszén keresztesítővé és hajókká készül, ami ideális anyag a félvezető előállításához; Használható az ionimplantációs rendszerek és a plazma maratási rendszerek stb. Electrodes részeként is.

● Jó vezetőképesség: Az üveges szén -dioxid -elektródok széles potenciális tartományban vannak, amely felhasználható a szervetlen anyagok tanulmányozására a negatív potenciális zónában és a szerves anyagok redox reakciói a pozitív potenciális zónában; A tudósok üveges szén-dioxid-elektródérzékelőket használtak a gyógyszerek voltammetrikus elemzéséhez és az ultrastabil perovskite fotoelektródok megvalósításához.

A perovskite fotoanode előkészítésének folyamatának vázlatos diagramja üvegszerű szénből és fényelnyelésből

Ⅱ. Az anyagszerkezet és tulajdonságok kutatása

Mivel a tudósok 1962 -ben először szintetizálták az üveges szénet, az üveges szén szerkezetének és tulajdonságainak tanulmányozása forró téma volt a szén anyagok területén. Az üveges szén egy tipikus SP2 hibridizált rendezetlen szénszerkezet. Az I. típusú üveges szén képződik a polimerizált szerves anyag szinterelésével 2000 ° C alatti hőmérsékleten, és belső tere elsősorban rendezetlen göndör grafén fragmensekből áll; A II. Típusú üveges szén magasabb hőmérsékleten szinterel, és rendezetlen többrétegű grafén háromdimenziós mátrix.

A technikai eszközök fejlesztésével tovább felfedték az üveges szén szerkezeti evolúcióját és belső tulajdonságait. Karlsruher Institut für technologie, amelyet in situ nagy felbontású transzmissziós elektronmikroszkópia (HR-TEM) használ, hogy megjelenítse a polimer pirolízis szerkezeti fejlődését az 500-1200 ° C hőmérsékleti tartományban. Az eredmények azt mutatták, hogy:

● a fullerének, az erősen ívelt grafén lapok és a kisebb kétdimenziós grafén lapok üvegszerű szénben léteznek, viszonylag nagy méretű és alakúak, halmozva (<10 réteg) vagy összekapcsolt grafén fragmensekkel;

● Az üveges szénben lévő mikropórusokat nem teljes mértékben a fullerén szerkezeteknek tulajdonítják, mivel a fullerén szerkezetek eloszlása ​​és aránya erősen függ a minta felületétől. A néhány rétegű grafénszerkezetektől eltérően a 3D mintákban lévő véletlenszerű pórusok a többséget tartalmazzák;

● A grafén fragmensek összekapcsolódnak a σ és π-kötésekkel, ami az üveges szén c-C kötéshosszának tartományát eredményezi, és a velejáró, nem tagú gyűrűk tovább vezetnek a kötéshosszok sokféleségéhez;

● A grafén fragmentumok nem mindig növekednek, és alacsony hőmérsékleten a helyi instabilitás miatt a kisebb pelyhek alkalmanként elkülönülnek vagy nagyobb pelyhekkel egyesülnek. J. Bauer és mások a Karlsruhe Intézetből fotolitográfiát alkalmaztak a polimer méhsejt mikro-architektúrák feldolgozására, majd ultra-erős nano-üvegszénet készítettek, amelynek egyetlen oszlopa rövidebb, és egy átmérőjű, mint a 200 nm-es átmérő; Az anyagi szilárdság akár 3gPa -ra is, ami megközelítőleg megegyezik az üveges szén elméleti szilárdságával; Az üveges szén méhsejt topológiai szerkezet sűrűsége csak 0,6 g/cm³, 1,2 gPa hatékonyság elérése.

A kis grafén pelyhek migrációjának TEM képei a pirolízis során. 

(A-C) A nagyobb grafén blokkoktól elválasztott kör alakú pehely (1. nyíl); 

(D-F) A szomszédos anyagokkal egyesített pelyhek 780 ° C-on (2. nyíl). Méretrúd: 2 nm.

A, B, polimer szerkezet a pirolízis előtt: az egyetlen egységcella (B) általános szerkezete és közeli képe;

C, D, a nanolatti izotropikusan csökken a kezdeti méret kb. 20% -ára a pirolízis során.

Ⅲ. Ipari elrendezés és alkalmazás bővítése

A Luton Electrochemistry és a Chenrui új anyagok elérték az üveges szén háztartási előkészítését, és 5 μm-es szintű, ultravékony üvegtermékek tömegtermelését értek el.

A jövőbeli fejlesztési trendek a következők:

● Vegye figyelembe a félvezető-minőségű üveges szén bevonatok nagyszabású alkalmazását, amelyeket szigetelőanyagokként használnak a kristálynövekedési kemencékhez a SIC kristálynövekedés termikus mező stabilitásának problémájának megoldására, miközben az energiafogyasztást 20%-kal csökkentik;

● Üveges szén, mint bipoláris lemez anyag az új energiájú járművek üzemanyagcellájához, 15%-kal növelheti az akkumulátor hatékonyságát;

● Könnyű, üvegszerű szén -összetett anyagokat (ρ <1,3 g/cm3) használnak a rakétamotorok fúvókáiban, hogy jelentősen javítsák a hőmérséklet -ellenállást.

Veteksemiconaz üveges szén nyersanyagok vezető gyártója és szállítója Kínában. A miénkÜveges szén bevont grafit tégelyA félvezető feldolgozás területén széles körű alkalmazásokkal rendelkezik, és nagy elismerést nyert a félvezető erőművek, például Európa, Amerika, Japán és Dél -Korea ügyfeleinek. Üdvözöljük, hogy konzultáljon velünk.