Што е стаклен јаглерод？ - Ветексемион

Стаклен јаглерод, познат и како стаклен јаглерод за кратко, е не-графитизиран јаглерод кој ги комбинира својствата на стаклото иКерамика. Направено е со топење на полимеризиран органски претходник на висока температура во атмосфера на инертен гас. Бидејќи е црна во текот на целата и има мазна површина слична на стаклото, се нарекува стаклен јаглерод.

Ⅰ. Материјални предности и области за примена

Стаклениот јаглерод има серија одлични својства и може да се обработи во различни форми, така што има широк спектар на изгледи за апликација:

● Отпорност на висока температура: Стаклениот јаглерод може да се користи долго време во инертен гас или вакуум на околу 3000 ° C без кршливост. Тој е погоден за скоро сите прилики за заштита на висока температура, како што се цевки за заштита на пирометар, системи за полнење и делови од печка со висока температура;

● Отпорност на корозија: Стаклениот јаглерод е отпорен на сите влажни агенси за распаѓање, киселина и алкални топи и нема мемориски ефект. Може да се користи во конвенционалната лабораториска опрема и примероците за анализа се без загадување;

● Топлинска спроводливост и не-ветување: Топлинската спроводливост на стаклениот јаглерод е ~ 80W/(M▪K), што е близу до онаа на метално железо. Може да се користи во крпи за да се стопи скапоцените метали и легурите на титаниум и да се скрати времето за греење и топење; Неговиот имот што не се преиспитува, исто така, го елиминира проблемот со загуба на материјалот;

● Висока чистота и без честички: Стаклениот јаглерод е направен во крцкања и чамци, што е идеален материјал за производство на полупроводници; Може да се користи и како делови од јонски системи за имплантација и електроди на системи за гравирање во плазма, итн.

● Добра спроводливост: Стаклените јаглеродни електроди имаат широк потенцијален опсег, кој може да се користи за проучување на неорганските материи во негативната потенцијална зона и редокс реакциите на органските материи во позитивната потенцијална зона; Научниците користеле стаклени сензори за јаглеродна електрода за да ја завршат волтметриската анализа на лековите и да реализираат ултра-стабилни фотоелектроди на перовскајт.

Шематски дијаграм на процесот на подготовка на перовскајт фотоанод од стаклен јаглерод и абсорбер на светлина

Ⅱ. Истражување за структурата на материјалот и својствата

Бидејќи научниците прво синтетизираа стаклен јаглерод во 1962 година, проучувањето на структурата и својствата на стаклениот јаглерод е жешка тема во областа на јаглеродните материјали. Стаклениот јаглерод е типична SP2 хибридизирана нарушена структура на јаглерод. Стаклениот јаглерод од типот I се формира со томерирање на полимеризирана органска материја на температура под 2000 ° C, а неговиот ентериер е главно составен од нарушени фрагменти со завиткан графен; Стаклениот јаглерод од типот II е синтериран на повисока температура и е нарушена повеќедимензионална матрица со повеќеслојни графен.

Со развојот на техничките средства, структурната еволуција и внатрешните својства на стаклениот јаглерод се дополнително откриени. Karlsruher Institut für Technologie користена на ситу микроскопија со електронска трансмисија со висока резолуција (HR-TEM) за да ја визуелизира структурната еволуција на полимерната пиролиза во температурниот опсег од 500-1200 ° C. Резултатите покажаа дека:

● Фулери, силно заоблени графен листови и помали дводимензионални листови на графен коегзистираат во стаклен јаглерод со релативно голема големина и форма, наредени (<10 слоеви) или меѓусебно поврзани фрагменти од графен;

● Микропорите во стаклениот јаглерод не се припишуваат целосно на фулерен структури, затоа што дистрибуцијата и пропорцијата на фулерен структури силно зависат од површината на примерокот. За разлика од неколку слоеви структури на графен, случајните пори во 3Д примероци претставуваат мнозинство;

● Фрагментите на графен се меѓусебно поврзани со σ и π обврзници, што резултира во опсег на должини на врската C-C во стаклен јаглерод, а својствените прстени што не се шест члена, доведуваат до разновидност на должината на врската;

● Фрагментите на графен не секогаш се зголемуваат, а локалната нестабилност на ниски температури предизвикува помали снегулки повремено да се одвојат или да се спојат со поголеми снегулки. Ј. Бауер и други од Институтот за технологија Карлсруе користеле фотолитографија за обработка на микро-архитектури на саќе, а потоа подготвиле ултра-силен нано-стаклен јаглерод со единечен столб пократок од 1μm и дијаметар како мал, како 200nm преку пиролиза; Јачината на материјалот е дури 3GPa, што е приближно еквивалентно на теоретската јачина на стаклен јаглерод; Густината на стаклената јаглеродна саќе тополошка структура е само 0,6 g/cm³, постигнување на ефикасна јачина од 1,2gpa.

ТЕМ слики од миграција на мали снегулки од графен за време на пиролиза. 

(А-Ц) Кружни снегулки одделени од поголеми блокови на графен (стрела 1); 

(Д-Ф) снегулки споени со соседните материјали на 780 ° C (стрела 2). Скала лента: 2 nm.

А, Б, полимерна структура пред пиролиза: целокупна структура (А) и крупен дел на единечна ќелија (Б);

Ц, Д, нанолатиката се намалува изотропски на околу 20% од почетната големина за време на пиролизата.

Ⅲ. Распоред на индустрија и проширување на апликации

Лутон електрохемија и новите материјали на Ченруи ја постигнаа домашната подготовка на стаклен јаглерод и постигнаа масовно производство на ултра-тенки стаклени јаглеродни производи на 5 мм.

Идните трендови на развој вклучуваат:

● Сфатете ја големата примена на стаклени јаглеродни облоги на полупроводници, кои се користат како изолациони материјали за печки за раст на кристалот за да се реши проблемот со стабилноста на термичкото поле на растот на кристалот Sic, додека ја намалува потрошувачката на енергија за 20%;

● Стаклениот јаглерод како биполарен плоча материјал за гориво ќелии на нови енергетски возила може да ја зголеми ефикасноста на батеријата за 15%;

● Лесни стаклени композитни материјали за јаглерод (ρ <1,3g/cm³) се користат во млазниците на ракетите за да се подобри отпорноста на температурата.

Полуе водечки производител и снабдувач на стаклени јаглеродни суровини во Кина. НашиотСтаклен јаглероден обложен графит садИма широк спектар на апликации во областа на обработката на полупроводници и има освоено големо признание од клиентите во полупроводничките моќни куќи како Европа, Америка, Јапонија и Јужна Кореја. Добредојдовте да се консултирате со нас.