कांच का कार्बन？ - Veteksemicon क्या है

ग्लास कार्बन, जिसे शॉर्ट के लिए ग्लास कार्बन के रूप में भी जाना जाता है, एक गैर-ग्राफिटाइज्ड कार्बन है जो कांच के गुणों को जोड़ती है औरचीनी मिट्टी की चीज़ें। यह एक अक्रिय गैस वातावरण में उच्च तापमान पर एक बहुलक कार्बनिक अग्रदूत को सिंटर करके बनाया जाता है। क्योंकि यह पूरे काले है और इसमें कांच के समान एक चिकनी सतह है, इसे ग्लास कार्बन कहा जाता है।

Ⅰ। सामग्री लाभ और अनुप्रयोग क्षेत्र

ग्लास कार्बन में उत्कृष्ट गुणों की एक श्रृंखला होती है और इसे विभिन्न आकृतियों में संसाधित किया जा सकता है, इसलिए इसमें अनुप्रयोग संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला है:

● उच्च तापमान प्रतिरोध: ग्लास कार्बन का उपयोग लंबे समय तक अक्रिय गैस या वैक्यूम में लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस के बिना भंगुरता के किया जा सकता है। यह लगभग सभी उच्च तापमान संरक्षण अवसरों जैसे कि पाइरोमीटर प्रोटेक्शन ट्यूब, चार्जिंग सिस्टम और उच्च तापमान भट्ठी भागों के लिए उपयुक्त है;

● संक्षारण प्रतिरोध: ग्लास कार्बन सभी गीले अपघटन एजेंटों, एसिड और क्षार पिघलने के लिए प्रतिरोधी है, और कोई स्मृति प्रभाव नहीं है। इसका उपयोग पारंपरिक प्रयोगशाला उपकरणों में किया जा सकता है और विश्लेषण के नमूने प्रदूषण-मुक्त हैं;

● थर्मल चालकता और गैर-गीला: ग्लास कार्बन की थर्मल चालकता ~ 80w/(m wask) है, जो धातु के लोहे के करीब है। इसका उपयोग क्रूसिबल में कीमती धातुओं और टाइटेनियम मिश्र धातुओं को पिघलाने के लिए किया जा सकता है, और हीटिंग और पिघलने के समय को छोटा किया जा सकता है; इसकी गैर-गीली संपत्ति भी भौतिक हानि की समस्या को समाप्त करती है;

● उच्च शुद्धता और कोई कण नहीं: ग्लास कार्बन को क्रूसिबल और नावों में बनाया जाता है, जो अर्धचालक उत्पादन के लिए एक आदर्श सामग्री है; इसका उपयोग आयन आरोपण प्रणालियों और प्लाज्मा नक़्क़ाशी प्रणालियों के इलेक्ट्रोड के कुछ हिस्सों के रूप में भी किया जा सकता है, आदि।

● अच्छी चालकता: ग्लासी कार्बन इलेक्ट्रोड में एक विस्तृत संभावित सीमा होती है, जिसका उपयोग नकारात्मक संभावित क्षेत्र में अकार्बनिक पदार्थों और सकारात्मक संभावित क्षेत्र में कार्बनिक पदार्थों की रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है; वैज्ञानिकों ने दवाओं के वोल्टमेट्रिक विश्लेषण को पूरा करने और अल्ट्रा-स्थिर पेरोव्साइट फोटोइलेक्ट्रोड्स को महसूस करने के लिए ग्लासी कार्बन इलेक्ट्रोड सेंसर का उपयोग किया है।

ग्लासी कार्बन और लाइट एब्जॉर्बर से पेरोव्साइट फोटोनोड तैयार करने की प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख

Ⅱ। सामग्री संरचना और गुणों पर अनुसंधान

चूंकि वैज्ञानिकों ने पहली बार 1962 में ग्लासी कार्बन को संश्लेषित किया था, इसलिए कांच कार्बन की संरचना और गुणों का अध्ययन कार्बन सामग्री के क्षेत्र में एक गर्म विषय रहा है। ग्लास कार्बन एक विशिष्ट SP2 संकरणित अव्यवस्थित कार्बन संरचना है। टाइप I ग्लास कार्बन का गठन 2000 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर पॉलीमराइज्ड कार्बनिक पदार्थों को सिंटर करके किया जाता है, और इसका इंटीरियर मुख्य रूप से अव्यवस्थित कर्ल ग्राफीन टुकड़ों से बना होता है; टाइप II ग्लास कार्बन एक उच्च तापमान पर पाप किया जाता है और एक अव्यवस्थित बहुपरत ग्राफीन तीन-आयामी मैट्रिक्स है।

तकनीकी साधनों के विकास के साथ, कांच के कार्बन के संरचनात्मक विकास और आंतरिक गुणों को आगे प्रकट किया गया है। कार्ल्सरहेर इंस्टीट्यूट Für Technologie 500-1200 ° C के तापमान रेंज में बहुलक पायरोलिसिस के संरचनात्मक विकास की कल्पना करने के लिए सीटू उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (HR-TEM) में उपयोग किया जाता है। परिणामों से पता चला कि:

● फुलरीन, दृढ़ता से घुमावदार ग्राफीन चादरें, और अपेक्षाकृत बड़े आकार और आकार के साथ कांच के कार्बन में छोटे दो-आयामी ग्राफीन शीट सह-अस्तित्व, स्टैक्ड (<10 परतें) या परस्पर जुड़े ग्राफीन टुकड़े;

● ग्लासी कार्बन में माइक्रोप्रोर्स को पूरी तरह से फुलरीन संरचनाओं के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जाता है, क्योंकि फुलरीन संरचनाओं का वितरण और अनुपात दृढ़ता से नमूने के सतह क्षेत्र पर निर्भर करता है। कुछ-परत ग्राफीन संरचनाओं के विपरीत, बहुमत के लिए 3 डी नमूनों में यादृच्छिक छिद्र;

● ग्राफीन के टुकड़े σ और and बॉन्ड के साथ परस्पर जुड़े होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ग्लासी कार्बन में सी-सी बॉन्ड लंबाई की एक सीमा होती है, और अंतर्निहित गैर-छह-सदस्यीय रिंग आगे बॉन्ड लंबाई की विविधता को जन्म देती हैं;

● ग्राफीन के टुकड़े हमेशा नहीं बढ़ते हैं, और कम तापमान पर स्थानीय अस्थिरता छोटे गुच्छे का कारण कभी -कभी अलग -अलग या बड़े गुच्छे के साथ विलय हो जाती है। जे। बाउर और कार्लसुहे इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के अन्य लोगों ने पॉलीमर हनीकॉम्ब माइक्रो-आर्किटेक्चर को संसाधित करने के लिए फोटोलिथोग्राफी का उपयोग किया, और फिर अल्ट्रा-स्ट्रॉन्ग नैनो-ग्लास कार्बन तैयार किया, जिसमें 1μm से छोटा एक स्तंभ छोटा और पायरोलिसिस के माध्यम से 200nm के रूप में छोटा व्यास था; सामग्री की ताकत 3GPA के रूप में अधिक है, जो लगभग कांच कार्बन की सैद्धांतिक शक्ति के बराबर है; ग्लासी कार्बन हनीकॉम्ब टोपोलॉजिकल संरचना का घनत्व केवल 0.6g/सेमी है³, 1.2GPA की एक प्रभावी शक्ति प्राप्त करना।

पायरोलिसिस के दौरान छोटे ग्राफीन गुच्छे के प्रवास की टीईएम छवियां। 

(ए-सी) बड़े ग्राफीन ब्लॉकों (तीर 1) से अलग किए गए परिपत्र गुच्छे; 

(डी-एफ) फ्लेक्स 780 डिग्री सेल्सियस (तीर 2) पर आसन्न सामग्री के साथ विलय कर दिया गया। स्केल बार: 2 एनएम।

पाइरोलिसिस से पहले ए, बी, बहुलक संरचना: समग्र संरचना (ए) और एक एकल इकाई सेल (बी) के क्लोज़-अप;

सी, डी, नैनोलैटिस पायरोलिसिस के दौरान अपने प्रारंभिक आकार के लगभग 20% तक आइसोट्रोपिक रूप से सिकुड़ जाता है।

Ⅲ। उद्योग लेआउट और अनुप्रयोग विस्तार

ल्यूटन इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री और चेनरुई नई सामग्रियों ने कांच के कार्बन की घरेलू तैयारी हासिल की है, और 5μm-स्तरीय अल्ट्रा-पतली ग्लासी कार्बन उत्पादों का द्रव्यमान उत्पादन प्राप्त किया है।

भविष्य के विकास के रुझान में शामिल हैं:

● अर्धचालक-ग्रेड ग्लासी कार्बन कोटिंग्स के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग का एहसास करें, जो क्रिस्टल विकास भट्टियों के लिए इन्सुलेशन सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जो कि एसआईसी क्रिस्टल विकास की थर्मल क्षेत्र स्थिरता की समस्या को हल करने के लिए, जबकि ऊर्जा की खपत को 20%तक कम करते हैं;

● नए ऊर्जा वाहनों के ईंधन कोशिकाओं के लिए द्विध्रुवी प्लेट सामग्री के रूप में ग्लासी कार्बन बैटरी दक्षता को 15%तक बढ़ा सकता है;

● लाइटवेट ग्लासी कार्बन कम्पोजिट मैटेरियल्स (ρ <1.3g/cm strome) का उपयोग रॉकेट इंजन नलिका में तापमान प्रतिरोध में बहुत सुधार करने के लिए किया जाता है।

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