U carbone hè unu di l'elementi più cumuni in a natura, chì cumprende e proprietà di quasi tutte e sustanzi chì si trovanu nantu à a Terra.Espone una larga gamma di caratteristiche, cum'è durezza è dolcezza variata, cumportamentu di insulazione-semiconductor-superconductor, isolamentu di calore-superconductivity, è trasparenza cumpleta di assorbimentu di luce.Frà questi, i materiali cù l'ibridazione sp2 sò i membri principali di a famiglia di i materiali di carbone, cumpresi grafite, nanotubi di carbone, graphene, fullereni è carbone amorfu.
Campioni di grafite è di carbone vitreo
Mentre chì i materiali previ sò ben cunnisciuti, fighjemu oghje nantu à u carbonu vetru.Carbone vitreo, cunnisciutu ancu carbone vitreo o carbone vitreu, combina e proprietà di vetru è ceramica in un materiale di carbone non grafiticu.A cuntrariu di u grafitu cristallino, hè un materiale di carbone amorfu chì hè quasi 100% sp2-hybridized.U carbonu vetru hè sintetizatu da a sinterizzazione à alta temperatura di i cumposti organici precursori, cum'è resine fenoliche o resine d'alcool furfuryl, sottu una atmosfera di gas inerte.U so aspettu neru è a superficia liscia cum'è vetru li valdi u nome di "carbone vitreo".
Dapoi a so prima sintesi da i scientisti in u 1962, a struttura è e pruprietà di u carbonu vetru sò stati studiati assai è fermanu un tema caldu in u campu di i materiali di carbone.Le carbone vitreux peut être classé en deux types : type I et type II.Le carbone vitreux de type I est fritté à partir de précurseurs organiques à des températures inférieures à 2000°C et se compose principalement de fragments de graphène enroulés à orientation aléatoire.U carbone vetru di u tipu II, invece, hè sinterizatu à temperature più elevate (~ 2500 ° C) è forma una matrice tridimensionale amorfa multilayered di strutture sferiche cum'è fullerene auto-assemblate (cum'è mostra in a figura sottu).
Rappresentazione di a Struttura di Carbone Glassy (A sinistra) è l'Image di Microscopia Elettronica d'Alta Risoluzione (Right)
Ricerche recenti anu scupertu chì u carbonu vetru di u tipu II presenta una cumpressione più altu ch'è u tipu I, chì hè attribuita à e so strutture sferiche cum'è fullerene auto-assemblate.Malgradu ligerie differenze geomètriques, e matrici di carbone vetru di Tipu I è Tipu II sò essenzialmente cumposti da graphene curled disordinatu.
Applicazioni di Glassy Carbon
U carbonu glassy pussede numerosi pruprietà eccezziunale, cumprese a bassa densità, alta durezza, alta resistenza, alta impermeabilità à gasi è liquidi, alta stabilità termica è chimica, chì facenu largamente applicabile in industrii cum'è a fabricazione, a chimica è l'elettronica.
01 Applicazioni à alta temperatura
Le carbone vitreux présente une résistance à la température élevée dans des environnements à gaz inerte ou sous vide, résistant à des températures jusqu'à 3000°C.A cuntrariu di l'altri materiali ceramichi è metalli à alta temperatura, a forza di u carbonu vetru aumenta cù a temperatura è pò ghjunghje sin'à 2700K senza diventà brittle.Hè ancu pussede massa bassa, assorbimentu di calore bassu è espansione termica bassu, facendu adattatu per diverse applicazioni à alta temperatura, cumpresi tubi di prutezzione termocoppia, sistemi di carica è cumpunenti di furnace.
02 Applicazioni Chimica
A causa di a so alta resistenza à a corrosione, u carbonu vetru trova un usu estensivu in l'analisi chimica.L'attrezzatura fatta di carbonu vetru offre vantaghji annantu à l'apparecchi di laboratoriu cunvinziunali fatti di platinu, oru, altri metalli resistenti à a corrosione, ceramica speciale o fluoroplastiche.Questi vantaghji includenu a resistenza à tutti l'agenti di decomposizione umidi, senza effettu di memoria (adsorption incontrolled è desorption d'elementi), senza contaminazione di i campioni analizati, resistenza à l'acidi è alkaline melts, è una superficia vetru non porosa.
03 Tecnulugia Dentale
I crogioli di carbonu vitturinu sò cumunimenti usati in a tecnulugia dentale per a fusione di metalli preziosi è leghe di titaniu.Offrenu vantaghji cum'è alta conduttività termale, durata di vita più longa in paragunà à i crogioli di grafite, senza aderenza di metalli preziosi fusi, resistenza à u shock termicu, applicabilità à tutti i metalli preziosi è leghe di titaniu, usu in centrifughe di colata à induzione, creazione di atmosfere protettive sopra metalli fusi, è eliminazione di a necessità di flussu.
L'usu di crucibles di carbone vetru riduce i tempi di riscaldamentu è di fusione è permette à e bobine di riscaldamentu di l'unità di fusione di funziunà à una temperatura più bassa di i cuntenituri ceramichi tradiziunali, diminuendu cusì u tempu necessariu per ogni colata è allargendu a vita di u crucible.Inoltre, a so non-wettability elimina i prublemi di perdita di materiale.
04 Applicazioni Semiconductor
U carbonu vetru, cù a so alta purezza, eccezziunale resistenza à a corrosione, assenza di generazione di particelle, conduttività è boni proprietà meccaniche, hè un materiale ideale per a produzzione di semiconduttori.Crucibles è barche fatti di carbonu vetru pò esse usatu per a fusione di zona di cumpunenti di semiconductor cù i metudi Bridgman o Czochralski, sintesi di l'arsenidu di gallu, è a crescita di cristalli unichi.Inoltre, u carbonu vetru pò serve cum'è cumpunenti in sistemi di implantazione di ioni è elettrodi in sistemi di incisione di plasma.A so alta trasparenza di i raghji X rende ancu i chips di carbone vetru adattati per i sustrati di maschere di raghji X.
In cunclusioni, u carbonu vetru offre proprietà eccezziunali chì includenu resistenza à a temperatura alta, inerzia chimica è un rendimentu meccanicu eccellente, facendu adattatu per una larga gamma di applicazioni in diverse industrii.
Cuntattate Semicera per i prudutti di carbone di vetru persunalizati.
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Tempu di Postu: Dec-18-2023