Apa itu Karbon Berkaca？ - Veteksemicon

Karbon berkaca, juga dikenali sebagai karbon berkaca untuk pendek, adalah karbon yang tidak digabungkan yang menggabungkan sifat kaca danSeramik. Ia dibuat oleh sintering prekursor organik polimer pada suhu tinggi dalam suasana gas lengai. Kerana ia hitam di seluruh dan mempunyai permukaan licin yang serupa dengan kaca, ia dipanggil karbon kaca.

Ⅰ. Kelebihan Bahan dan Kawasan Aplikasi

Karbon Kaca mempunyai satu siri sifat yang sangat baik dan boleh diproses ke dalam pelbagai bentuk, jadi ia mempunyai pelbagai prospek aplikasi:

● Rintangan suhu tinggi: Karbon kaca boleh digunakan untuk masa yang lama dalam gas lengai atau vakum pada kira -kira 3000 ° C tanpa kelembutan. Ia sesuai untuk hampir semua peristiwa perlindungan suhu tinggi seperti tiub perlindungan pyrometer, sistem pengecasan, dan bahagian relau suhu tinggi;

● Rintangan kakisan: Karbon kaca tahan terhadap semua agen penguraian basah, asid dan alkali cair, dan tidak mempunyai kesan ingatan. Ia boleh digunakan dalam peralatan makmal konvensional dan sampel analisis bebas pencemaran;

● Kekonduksian terma dan tidak membasahi: Kekonduksian terma karbon kaca adalah ~ 80W/(m,), yang hampir dengan besi logam. Ia boleh digunakan dalam crucibles untuk mencairkan logam berharga dan aloi titanium, dan memendekkan masa pemanasan dan lebur; Harta yang tidak membasahi juga menghapuskan masalah kehilangan bahan;

● Kesucian tinggi dan tiada zarah: Karbon kaca dibuat menjadi crucibles dan bot, yang merupakan bahan yang ideal untuk pengeluaran semikonduktor; Ia juga boleh digunakan sebagai bahagian sistem implantasi ion dan elektrod sistem etsa plasma, dll.

● Kekonduksian yang baik: Elektrod karbon kaca mempunyai pelbagai potensi yang luas, yang boleh digunakan untuk mengkaji bahan -bahan bukan organik dalam zon berpotensi negatif dan reaksi redoks bahan organik dalam zon potensi positif; Para saintis telah menggunakan sensor elektrod karbon kaca untuk menyelesaikan analisis voltammetrik ubat-ubatan dan merealisasikan fotoelektrik perovskite ultra-stabil.

Gambarajah skematik proses penyediaan photoanode perovskite dari karbon berkaca dan penyerap cahaya

Ⅱ. Penyelidikan mengenai struktur dan sifat material

Sejak saintis pertama disintesis karbon berkaca pada tahun 1962, kajian struktur dan sifat karbon berkaca telah menjadi topik hangat dalam bidang bahan karbon. Karbon Glassy adalah struktur karbon yang tidak disengajakan oleh SP2 hibrid. Jenis I Glassy Carbon dibentuk oleh bahan organik polimerisasi sintering pada suhu di bawah 2000 ° C, dan pedalamannya terutamanya terdiri daripada serpihan graphene bergulung; Type II Glassy Carbon disinter pada suhu yang lebih tinggi dan merupakan matriks tiga dimensi graphene multilayer yang tidak teratur.

Dengan perkembangan cara teknikal, evolusi struktur dan sifat -sifat intrinsik karbon kaca telah diturunkan lagi. Karlsruher Institut für Technologie digunakan di situ mikroskopi elektron penghantaran resolusi tinggi (HR-TEM) untuk memvisualisasikan evolusi struktur pirolisis polimer dalam julat suhu 500-1200 ° C. Keputusan menunjukkan bahawa:

● Fullerenes, lembaran graphene yang sangat melengkung, dan lembaran graphene dua dimensi yang lebih kecil wujud bersama dalam karbon kaca dengan saiz dan bentuk yang agak besar, disusun (<10 lapisan) atau serpihan graphene yang saling berkaitan;

● Micropores dalam karbon kaca tidak sepenuhnya dikaitkan dengan struktur fullerene, kerana pengedaran dan perkadaran struktur fullerene sangat bergantung pada kawasan permukaan sampel. Tidak seperti struktur graphene beberapa lapisan, liang rawak dalam sampel 3D menyumbang majoriti;

● Serpihan graphene dikaitkan dengan ikatan σ dan π, mengakibatkan pelbagai panjang ikatan C-C dalam karbon kaca, dan cincin yang tidak disusun semula yang lebih banyak lagi membawa kepada kepelbagaian panjang ikatan;

● Serpihan graphene tidak selalu meningkat, dan ketidakstabilan tempatan pada suhu rendah menyebabkan serpihan yang lebih kecil kadang -kadang memisahkan atau bergabung dengan serpihan yang lebih besar. J. Bauer dan lain-lain dari Institut Teknologi Karlsruhe menggunakan fotolitografi untuk memproses mikro-arkitek mikro polimer, dan kemudian menyediakan karbon nano-kaca ultra-kuat dengan tiang tunggal lebih pendek daripada 1μm dan diameter sekecil 200nm melalui pirolisis; Kekuatan bahan adalah setinggi 3GPA, yang kira -kira bersamaan dengan kekuatan teoretikal karbon kaca; Ketumpatan struktur topologi sarang lebah karbon berkaca hanya 0.6g/cm³, mencapai kekuatan berkesan 1.2GPa.

Imej TEM penghijrahan serpihan graphene kecil semasa pirolisis. 

(A-C) serpihan bulat yang dipisahkan dari blok graphene yang lebih besar (anak panah 1); 

(D-F) Flakes digabungkan dengan bahan bersebelahan pada 780 ° C (anak panah 2). Bar skala: 2 nm.

A, B, struktur polimer sebelum pirolisis: struktur keseluruhan (a) dan penutupan sel tunggal (b);

C, D, Nanolattice menyusut secara isotropik kepada kira -kira 20% daripada saiz awalnya semasa pirolisis.

Ⅲ. Susun atur industri dan pengembangan aplikasi

Luton Electrochemistry dan Chenrui Bahan-bahan baru telah mencapai penyediaan domestik karbon kaca, dan telah mencapai pengeluaran besar-besaran produk karbon berkelas ultra-tipis 5μm.

Trend pembangunan masa depan termasuk:

● Menyedari aplikasi berskala besar salutan karbon berkelas semikonduktor, yang digunakan sebagai bahan penebat untuk relau pertumbuhan kristal untuk menyelesaikan masalah kestabilan medan haba pertumbuhan kristal SIC, sambil mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 20%;

● Karbon kaca sebagai bahan plat bipolar untuk sel bahan bakar kenderaan tenaga baru dapat meningkatkan kecekapan bateri sebanyak 15%;

● Bahan komposit karbon berkelas ringan (ρ <1.3g/cm³) digunakan dalam muncung enjin roket untuk meningkatkan rintangan suhu.

Semiconadalah pengeluar terkemuka dan pembekal bahan mentah karbon berkaca di China. KamiGrafit bersalut karbon berkelasmempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang pemprosesan semikonduktor dan telah memenangi pengiktirafan yang tinggi dari pelanggan di rumah -rumah semikonduktor seperti Eropah, Amerika, Jepun, dan Korea Selatan. Selamat datang untuk berunding dengan kami.