Co je skelný uhlík？ - veteksemicon

Sklonný uhlík, zkrátka známý jako sklovitý uhlík, je negraptizovaný uhlík, který kombinuje vlastnosti skla akeramika. Vyrábí se slinováním polymerizovaného organických prekurzorů při vysoké teplotě v inertní plynové atmosféře. Protože je černý po celou dobu a má hladký povrch podobný sklenici, nazývá se sklovitý uhlík.

Ⅰ. Materiální výhody a oblasti aplikací

Skleněný uhlík má řadu vynikajících vlastností a lze jej zpracovat do různých tvarů, takže má širokou škálu vyhlídek na aplikace:

● Odolnost proti vysoké teplotě: Skleněné uhlík lze použít po dlouhou dobu v inertním plynu nebo vakuu při asi 3000 ° C bez křehkosti. Je vhodný pro téměř všechny příležitosti na ochranu proti vysoké teplotě, jako jsou zkumavky na ochranu pyrometru, nabíjecí systémy a díly pece s vysokou teplotou;

● Odolnost proti korozi: Sklo uhlík je odolný vůči všem látkám mokrého rozkladu, kyseliny a alkalických tavenin a nemá paměťový účinek. Může být použit v konvenčních laboratorních zařízeních a analytické vzorky jsou bez znečištění;

● Tepelná vodivost a nehnuta: Tepelná vodivost skleněného uhlíku je ~ 80 W/(M • K), což je blízké kovové železné železo. Může být použit v kelímcích k roztavení drahých kovů a titanových slitin a zkrácení doby topení a tání; Jeho nemovitost neflepající také eliminuje problém hmotné ztráty;

● Vysoká čistota a žádné částice: Sklo uhlík je vyroben do kelímků a lodí, což je ideální materiál pro výrobu polovodičů; Lze jej také použít jako části iontových implantačních systémů a elektrod plazmových leptacích systémů atd.

● Dobrá vodivost: Sklovité uhlíkové elektrody mají široký potenciální rozsah, který lze použít ke studiu anorganických látek v negativní potenciální zóně a redoxním reakcím organických látek v pozitivní potenciální zóně; Vědci použili sklovité senzory uhlíkových elektrod k dokončení voltametrické analýzy léčiv a realizaci ultra stabilních perovskitových fotoelektrod.

Schematický diagram procesu přípravy perovskitové fotoanody ze sklovitého uhlíku a absorbéru světla

Ⅱ. Výzkum struktury a vlastností materiálu

Protože vědci v roce 1962 poprvé syntetizovali sklovitý uhlík, studie struktury a vlastností sklovitého uhlíku bylo v oblasti uhlíkových materiálů horkým tématem. Sklonný uhlík je typická hybridizovaná uhlíková struktura SP2. Sklonný uhlík typu I je tvořen slinováním polymerizované organické hmoty při teplotě pod 2000 ° C a jeho interiér je složen hlavně z narušených zvlněných fragmentů grafenu; Sklonný uhlík typu II je slinován při vyšší teplotě a je narušená trojrozměrná matrice vícevrstvého grafenu.

S rozvojem technických prostředků byly dále odhaleny strukturální vývoj a vnitřní vlastnosti sklovitého uhlíku. Karlsruher Institut Für Technologie používal in situ s vysokým rozlišením přenosová elektronová mikroskopie (HR-TEM) k vizualizaci strukturálního vývoje polymerní pyrolýzy v teplotním rozsahu 500-1200 ° C. Výsledky ukázaly, že:

● Fullerenes, silně zakřivené grafenové listy a menší dvourozměrné grafenové listy koexistují ve sklovitém uhlíku s relativně velkou velikostí a tvarem, naskládané (<10 vrstvy) nebo propojených grafenových fragmentů;

● Mikropóry ve sklovitém uhlíku nejsou zcela připisovány fullerenovým strukturám, protože distribuce a podíl fullerenových struktur silně závisí na povrchové ploše vzorku. Na rozdíl od několika vrstevných grafenových struktur představují náhodné póry ve 3D vzorcích pro většinu;

● Fragmenty grafenu jsou vzájemně propojeny s vazbami σ a π, což má za následek rozsah délky vazby C-C ve sklovitém uhlíku a inherentní ne-šestičlenné prsteny dále vedou k rozmanitosti délky vazby;

● Fragmenty grafenu se ne vždy zvyšují a lokální nestabilita při nízkých teplotách způsobuje, že se menší vločky občas oddělí nebo se spojí s většími vločkami. J. Bauer a další z Karlsruhe Institute of Technology používali fotolitografii ke zpracování polymerních voštinových mikroarchitektur a poté připravili ultra-silné uhlík nano-glass s jedním sloupem kratší než 1 μm a průměr až 200nm prostřednictvím pyrolýzy; Síla materiálu je až 3GPA, což je přibližně ekvivalentní teoretické síle sklovitého uhlíku; Hustota topologické struktury chlopné uhlíkové voštiny je pouze 0,6 g/cm³, dosažení účinné síly 1,2 GPA.

TEM obrazy migrace malých grafenových vloček během pyrolýzy. 

(A-C) kruhové vločky oddělené od větších grafenových bloků (šipka 1); 

(D-F) Vločky se sloučily se sousedními materiály při 780 ° C (šipka 2). Měřítko: 2 nm.

A, B, polymerní struktura před pyrolýzou: celková struktura (A) a detail jediné jednotkové buňky (B);

C, D, Nanolatce se zmenšuje izotropicky na asi 20% své počáteční velikosti během pyrolýzy.

Ⅲ. Rozložení průmyslu a rozšíření aplikací

Elektrochemie Luton a nové materiály Chenrui dosáhly domácí přípravy sklovitého uhlíku a dosáhly hmotnostní produkce ultratenkého uhlíkového uhlíkových produktů na úrovni 5 μm.

Budoucí vývojové trendy zahrnují:

● Uvědomte si rozsáhlou aplikaci skleněných uhlíkových povlaků polovodiče, které se používají jako izolační materiály pro růstové pece na růst krystalů k vyřešení problému stability tepelného pole růstu krystalů SIC, přičemž sníží spotřebu energie o 20%;

● sklovitý uhlík jako materiál bipolární desky pro palivové články nových energetických vozidel může zvýšit účinnost baterie o 15%;

● Lehké sklovité uhlíkové kompozitní materiály (ρ <1,3g/cm³) se používají v tryskách raketového motoru ke výraznému zlepšení teplotní odolnosti.

Polokonje předním výrobcem a dodavatelem skelných uhlíkových surovin v Číně. NášSklonný uhlík potažený grafitový kelímekMá širokou škálu aplikací v oblasti polovodičového zpracování a získalo vysoké uznání od zákazníků v polovodičových powerhousech, jako je Evropa, Amerika, Japonsko a Jižní Korea. Vítejte a konzultujte nás.