Јаглеродот е еден од најчестите елементи во природата, кој ги опфаќа својствата на речиси сите супстанции кои се наоѓаат на Земјата.Покажува широк опсег на карактеристики, како што се различна цврстина и мекост, однесување на изолација-полупроводник-суперпроводник, топлинска изолација-суперпроводливост и целосна транспарентност на апсорпција на светлина.Меѓу нив, материјалите со хибридизација sp2 се главните членови на семејството на јаглеродни материјали, вклучувајќи графит, јаглеродни наноцевки, графен, фулерени и аморфен стаклен јаглерод.
Примероци од графит и стаклен јаглерод
Додека претходните материјали се добро познати, ајде да се фокусираме на стаклениот јаглерод денес.Стаклен јаглерод, исто така познат како стаклен јаглерод или јаглерод, ги комбинира својствата на стаклото и керамиката во не-графитски јаглероден материјал.За разлика од кристалниот графит, тој е аморфен јаглероден материјал кој е речиси 100% хибридизиран sp2.Стаклениот јаглерод се синтетизира со високотемпературно синтерување на прекурсорните органски соединенија, како што се фенолни смоли или смоли на фурфурил алкохол, под атмосфера на инертен гас.Неговиот црн изглед и мазната површина налик на стакло му го донесоа името „стаклен јаглерод“.
Од неговата прва синтеза од страна на научниците во 1962 година, структурата и својствата на стаклениот јаглерод се опширно проучувани и остануваат жешка тема во областа на јаглеродните материјали.Стаклениот јаглерод може да се класифицира во два вида: стаклен јаглерод од тип I и тип II.Стаклениот јаглерод од тип I е синтеруван од органски прекурсори на температури под 2000°C и главно се состои од случајно ориентирани завиткани фрагменти од графен.Стаклениот јаглерод од типот II, од друга страна, се синтерува на повисоки температури (~ 2500°C) и формира аморфна повеќеслојна тридимензионална матрица од самосклопени сферични структури слични на фулерен (како што е прикажано на сликата подолу).
Претставување на стаклена јаглеродна структура (лево) и слика со електронска микроскопија со висока резолуција (десно)
Неодамнешното истражување покажа дека стаклениот јаглерод од типот II покажува поголема компресибилност од типот I, што се припишува на неговите самосклопени сферични структури слични на фулерен.И покрај малите геометриски разлики, стаклените јаглеродни матрици од тип I и тип II се во суштина составени од нарушен завиткан графен.
Примени на стаклен јаглерод
Стаклениот јаглерод поседува бројни извонредни својства, вклучувајќи ниска густина, висока цврстина, висока јачина, висока непропустливост за гасови и течности, висока термичка и хемиска стабилност, што го прави широко применлив во индустриите како што се производството, хемијата и електрониката.
01 Апликации за високи температури
Стаклениот јаглерод покажува отпорност на висока температура во средини со инертен гас или вакуум, издржувајќи температури до 3000°C.За разлика од другите керамички и метални материјали со висока температура, јачината на стаклениот јаглерод се зголемува со температурата и може да достигне до 2700K без да стане кршлив.Исто така, поседува мала маса, мала апсорпција на топлина и мала термичка експанзија, што го прави погоден за различни апликации на високи температури, вклучувајќи цевки за заштита на термоспој, системи за полнење и компоненти на печката.
02 Хемиски апликации
Поради високата отпорност на корозија, стаклениот јаглерод наоѓа широка употреба во хемиската анализа.Опремата направена од стаклен јаглерод нуди предности во однос на конвенционалните лабораториски апарати направени од платина, злато, други метали отпорни на корозија, специјална керамика или флуоропластика.Овие предности вклучуваат отпорност на сите влажни средства за распаѓање, нема мемориски ефект (неконтролирана адсорпција и десорпција на елементи), нема контаминација на анализираните примероци, отпорност на киселини и алкални топи и непорозна стаклена површина.
03 Стоматолошка технологија
Стаклените јаглеродни садови најчесто се користат во стоматолошката технологија за топење на благородни метали и легури на титаниум.Тие нудат предности како што се висока топлинска спроводливост, подолг животен век во споредба со графитни садници, без адхезија на стопени благородни метали, отпорност на термички удар, применливост на сите благородни метали и легури на титаниум, употреба во центрифуги за индукциско лиење, создавање заштитни атмосфери над стопените метали, и елиминација на потребата за флукс.
Употребата на стаклени јаглеродни садови го намалува времето на загревање и топење и им овозможува на грејните калеми на единицата за топење да работат на пониски температури од традиционалните керамички контејнери, со што се намалува времето потребно за секое леење и се продолжува животниот век на садот.Згора на тоа, неговата немокреност ја елиминира загриженоста за загубата на материјалот.
04 Полупроводнички апликации
Стаклениот јаглерод, со својата висока чистота, исклучителна отпорност на корозија, отсуство на создавање честички, спроводливост и добри механички својства, е идеален материјал за производство на полупроводници.Садовите и чамците направени од стаклен јаглерод може да се користат за зонско топење на полупроводнички компоненти со помош на методите Бриџман или Цохралски, синтеза на галиум арсенид и раст на еден кристал.Дополнително, стаклениот јаглерод може да служи како компоненти во системите за имплантација на јони и електроди во плазма системите за офорт.Неговата висока транспарентност на рендген, исто така, ги прави стаклените јаглеродни чипови погодни за подлоги за маски за рендген.
Како заклучок, стаклениот јаглерод нуди исклучителни својства кои вклучуваат отпорност на високи температури, хемиска инертност и одлични механички перформанси, што го прави погоден за широк опсег на апликации во различни индустрии.
Контактирајте со Semicera за прилагодени производи од јаглерод од стакло.
Е-пошта:sales05@semi-cera.com
Време на објавување: Декември-18-2023 година