-
邹小姐：13326633089 -
-
cac_sales@sina.com 
碳(tan)是自然界中(zhong)最常(chang)见的元素之一，它几(ji)乎包括(kuo)了地球上所有(you)(you)物质(zhi)(zhi)所具(ju)有(you)(you)的性质(zhi)(zhi)，如(ru)最硬(ying)-最软、绝缘体-半导体-超导体、绝热-超导热、吸光-全透光等。其中，sp2杂化的材料(liao)是(shi)碳(tan)材料(liao)家族中的主(zhu)要成员，常见的有(you)石墨、碳(tan)纳米管、石墨烯、富(fu)勒烯以及无(wu)序的玻璃碳(tan)等。
石墨立方体（左下）与玻璃碳样(yang)品
前面几种大家都(dou)非(fei)常了解了，今天主要聊聊玻(bo)璃碳。查阅资料得(de)知(zhi)，玻(bo)璃碳（glassy carbon，简称玻碳）是结合了玻璃和陶瓷的属性的非石墨化碳。与晶态的石墨相反，它是一种无定形的、近100% sp2杂化的碳材料，其是由聚合有机物前驱体，例如酚醛树脂、糠醇树脂等，在惰性气体氛围下高温烧结而成的。因其通体呈黑色，表面光滑类似玻璃，故将其称为玻璃碳。
自1962年科学家首次合成出玻璃碳以来，关于玻璃碳的结构与性质的研究一直是碳材料领域热议的话题。玻璃碳可以分为两类，I型和II型玻璃碳。I型玻璃碳是聚合有机物在温度低于2000°C条件下烧结形成的，其内部主要由取向无序的卷曲石墨烯碎片构成；II型玻璃碳是在更高的温度（~2500°C）下烧结而成的，其是由纳米尺度自组装的富勒烯状类球体结构堆垛形成的无序多层石墨烯三维矩阵（如下图所示）。
玻(bo)璃碳结构示意图（左）与(yu)高分辨电镜照(zhao)片（右）
最近(jin)的研究发现II型玻璃相较于I型有更高的压缩系数，这与其内部自组装的富勒烯状类球体结构有重要关系。除去细微的几何构型的差别，I型和II型玻璃碳其实本质上都是由无序的卷曲石墨烯构成的矩阵。
玻璃(li)碳的应用(yong)
玻璃(li)碳具有众多优(you)异(yi)的(de)性(xing)能，包括低密度、高(gao)(gao)硬(ying)度、高(gao)(gao)强度、高(gao)(gao)不渗透性(xing)(xing)（气(qi)体(ti)和(he)(he)液体(ti)）、高(gao)(gao)热稳(wen)性(xing)(xing)和(he)(he)化学稳(wen)定(ding)性(xing)(xing)等(deng)，这也使得玻璃(li)碳在(zai)工(gong)业、化(hua)工(gong)、电子等(deng)领域(yu)有着广泛(fan)的应用。
1.高温应(ying)用
玻(bo)璃碳在高达3000°C的惰性气体或真空中具有较高的耐高温性，而且与所有其他陶瓷和金属高温材料不同，玻璃碳的强度会随着温度的升高而增加，最高可达2700K，而且不会脆化，具有极高的抗热震性，因此短时间的加热和冷却时间都是没有问题的。此外，玻璃碳还具有低质量，低吸热和低热膨胀，因此几乎适用于所有高温应用，典型代表有高温计保护管，装料系统和高温炉的零件等。
2.化(hua)学应(ying)用
由于(yu)玻璃(li)碳具有(you)很高的(de)耐(nai)腐(fu)蚀(shi)性，因此非常(chang)适(shi)用(yong)(yong)于(yu)化学分(fen)析(xi)。与用(yong)(yong)铂，金和其他耐(nai)腐(fu)蚀(shi)金属(shu)，特殊(shu)陶瓷和氟塑料(liao)制成的(de)常(chang)规实验(yan)室设(she)备相比，采用(yong)(yong)玻璃(li)碳制造的(de)设(she)备具有(you)以下优点(dian)：耐(nai)所有(you)湿(shi)分(fen)解剂、无(wu)记忆效应（不受控(kong)制的(de)元素吸附和解吸）、分(fen)析(xi)样品无(wu)污染、耐(nai)酸(suan)和碱(jian)熔(rong)体(ti)、无(wu)孔玻璃(li)状表面。
3.牙科技术
牙(ya)科(ke)技术中常(chang)使用玻璃碳熔化坩埚来熔化贵金属和钛合金，具有以(yi)下优势：高导(dao)热率、使用寿命比石墨坩埚更长(zhang)、贵金属熔体(ti)无(wu)附着力、耐热冲(chong)击、适用于(yu)所有贵金属和钛合金、用于(yu)感应加热铸造离心机(ji)、在(zai)金属熔体(ti)上产生保(bao)护气(qi)氛、无(wu)需熔盐等。
使用(yong)玻璃(li)碳(tan)熔化(hua)坩(gan)埚，可以缩(suo)短加(jia)热(re)和熔化(hua)时间，且(qie)熔化(hua)单元的电加(jia)热(re)线圈(quan)可以在(zai)比传(chuan)统陶瓷容器低的温度(du)下运(yun)行，因此(ci)不仅(jin)减(jian)少(shao)了每次铸造(zao)所需的时间，还延长(zhang)了坩(gan)埚的寿命。另外(wai)，它的不润湿(shi)性也消除了材(cai)料(liao)损失的问题。
4.半导体类
玻璃碳具有(you)高纯(chun)度、极高的耐(nai)腐蚀性，不产生颗粒、导(dao)电性和良好(hao)的机械(xie)性能，因此是半导(dao)体生产的理想材(cai)料，以它(ta)为原材(cai)料制成(cheng)的坩埚和舟(zhou)皿可(ke)用于通过Bridgman或Czochralsky方法对半导体组件进行区域熔化，砷化镓合成以及单晶生长。除此之外，玻璃碳还可作为于离子注入系统的零件和等离子蚀刻系统的电极，高X射线透射率的特性也使得玻碳晶片可被用作X射线掩模的基材。
粉体圈整理(li)
