camsı karbon nedir？ - Veteksemicon

Kısacası camsı karbon olarak da bilinen camsı karbon, camın özelliklerini birleştiren grafiksiz bir karbondur veseramik. Bir inert gaz atmosferinde yüksek sıcaklıkta polimerize bir organik öncü sinterlenerek yapılır. Boyunca siyah olduğu ve cama benzer pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğu için buna camsı karbon denir.

Ⅰ. Maddi avantajlar ve uygulama alanları

Cam karbon bir dizi mükemmel özelliğe sahiptir ve çeşitli şekillerde işlenebilir, bu nedenle çok çeşitli uygulama beklentileri vardır:

● Yüksek sıcaklık direnci: Cam karbon uzun süre inert bir gazda veya vakumda yaklaşık 3000 ° C'de kullanılabilir. Pirometre koruma tüpleri, şarj sistemleri ve yüksek sıcaklıkta fırın parçaları gibi neredeyse tüm yüksek sıcaklık koruma durumları için uygundur;

● Korozyon direnci: Cam karbon, tüm ıslak ayrışma ajanlarına, asit ve alkali eriyiklere karşı dirençlidir ve bellek etkisi yoktur. Geleneksel laboratuvar ekipmanlarında kullanılabilir ve analiz örnekleri kirliliğe bağlıdır;

● Termal iletkenlik ve ıslanmama: Cam karbonun termal iletkenliği, metal demirinkine yakın olan ~ 80W/(m] 'dir. Değerli metalleri ve titanyum alaşımlarını eritmek ve ısıtma ve erime süresini kısaltmak için hükmedilerde kullanılabilir; Uçmayan özelliği de maddi kayıp sorununu ortadan kaldırır;

● Yüksek saflık ve parçacık yok: Cam karbon, yarı iletken üretimi için ideal bir malzeme olan kabarıklara ve teknelere yapılır; İyon implantasyon sistemlerinin ve plazma aşındırma sistemlerinin elektrotlarının parçaları olarak da kullanılabilir.

● İyi iletkenlik: Glassy karbon elektrotları, negatif potansiyel bölgede inorganik maddeleri ve pozitif potansiyel bölgedeki organik maddelerin redoks reaksiyonlarını incelemek için kullanılabilen geniş bir potansiyel aralığa sahiptir; Bilim adamları, ilaçların voltametrik analizini tamamlamak ve ultra kararlı perovskit fotoelektrotlarını gerçekleştirmek için camsı karbon elektrot sensörleri kullandılar.

Glassy karbon ve ışık emiciden perovskit fotoanot hazırlama işleminin şematik diyagramı

Ⅱ. Malzeme yapısı ve özellikleri üzerine araştırma

Bilim adamları ilk olarak 1962'de camsı karbon sentezlediğinden, camsı karbonun yapısı ve özelliklerinin incelenmesi karbon malzemeleri alanında sıcak bir konu olmuştur. Camsı karbon, tipik bir SP2 hibridize düzensiz karbon yapısıdır. Tip I camsı karbon, 2000 ° C'nin altındaki bir sıcaklıkta polimerize organik madde sinterlenerek oluşturulur ve iç kısmı esas olarak düzensiz kıvrılmış grafen fragmanlarından oluşur; Tip II camsı karbon daha yüksek bir sıcaklıkta sindirilir ve düzensiz çok katmanlı grafen üç boyutlu matrisidir.

Teknik araçların geliştirilmesiyle, camsı karbonun yapısal evrimi ve içsel özellikleri daha da ortaya çıkmıştır. Karlsruher Enstitüsü FUR Technologie, 500-1200 ° C sıcaklık aralığında polimer pirolizin yapısal evrimini görselleştirmek için yerinde yüksek çözünürlüklü iletim elektron mikroskopisi (HR-TEM) kullanılmıştır. Sonuçlar şunları gösterdi:

● Fullerenler, güçlü kavisli grafen tabakaları ve daha küçük iki boyutlu grafen tabakaları, nispeten büyük boyut ve şekle sahip camsı karbonla bir arada, istiflenmiş (<10 kat) veya birbirine bağlı grafen fragmanları;

● Camsı karbondaki mikro gözenekler tamamen fulleren yapılarına atfedilmez, çünkü fulleren yapılarının dağılımı ve oranı, numunenin yüzey alanına güçlü bir şekilde bağlıdır. Birkaç katmanlı grafen yapılarından farklı olarak, 3D örneklerdeki rastgele gözenekler çoğunluğu açıklar;

● Grafen fragmanları, σ ve π bağları ile birbirine bağlanır, bu da camsı karbonda bir dizi C-C bağ uzunluğuna neden olur ve doğal altı üyeli halkalar ayrıca bağ uzunluklarının çeşitliliğine yol açar;

● Grafen fragmanları her zaman artmaz ve düşük sıcaklıklardaki lokal dengesizlik, daha küçük pulların ara sıra ayrılmasına veya daha büyük pullarla birleşmesine neden olur. J. Bauer ve Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nden diğerleri, polimer petek mikro-mimarilerini işlemek için fotolitografiyi kullandılar ve daha sonra 1μm'den daha kısa ve piroliz yoluyla 200nm kadar küçük bir çapa sahip ultra güçlü nano cam karbon hazırladı; Malzeme mukavemeti, camsı karbonun teorik gücüne yaklaşık olarak eşdeğer olan 3GPA kadar yüksektir; Camsı karbon petek topolojik yapısının yoğunluğu sadece 0.6g/cm'dir³, 1.2GPA etkili bir mukavemet elde etmek.

Piroliz sırasında küçük grafen pullarının göçünün TEM görüntüleri. 

(A-C) Daha büyük grafen bloklarından ayrılmış dairesel pullar (ok 1); 

(D-F) Pullar 780 ° C'de bitişik malzemelerle birleştirildi (ok 2). Ölçek çubuğu: 2 nm.

A, B, pirolizden önce polimer yapısı: genel yapı (a) ve tek bir birim hücrenin (b) yakınlaşması;

C, D, nanolatti, piroliz sırasında başlangıç ​​boyutunun yaklaşık% 20'sine izotropik olarak küçülür.

Ⅲ. Endüstri düzeni ve uygulama genişlemesi

Luton elektrokimyası ve Chenrui Yeni malzemeler, camsı karbonun yurtiçi hazırlığına ulaştı ve 5μm seviyesinde ultra ince camsı karbon ürünlerinin seri üretimine ulaştı.

Gelecekteki gelişme eğilimleri şunları içerir:

● SIC kristal büyümesinin termal alan stabilitesi problemini çözerken, enerji tüketimini%20 oranında azaltırken, kristal büyüme fırınları için yalıtım malzemeleri olarak kullanılan yarı iletken dereceli camsı karbon kaplamaların büyük ölçekli uygulamasını gerçekleştirin;

● Yeni enerji araçlarının yakıt hücreleri için bipolar plaka malzemesi olarak camsı karbon, pil verimliliğini%15 artırabilir;

● Sıcaklık direncini büyük ölçüde iyileştirmek için roket motoru nozullarında hafif camsı karbon kompozit malzemeler (ρ <1.3g/cm³) kullanılır.

YarımÇin'de önde gelen bir camsı karbon hammaddesi üreticisi ve tedarikçisidir. BizimCamsı karbon kaplamalı grafit potaYarıiletken işleme alanında çok çeşitli uygulamalara sahiptir ve Avrupa, Amerika, Japonya ve Güney Kore gibi yarı iletken güç merkezlerindeki müşterilerden yüksek tanınmıştır. Bize danışmaya hoş geldiniz.