高炭化学与碳材料工程基础

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1、高炭化学与碳材料工程基础许斌（13971300309xubin1963@263.net)Carbonmaterialengineering(technology)炭材料、炭素材料参考书籍钱湛芬主编：炭素工艺学，冶金工业出版社，1996许斌、王金铎编著：炭材料生产技术600问，2006IntroductionOrganicfeedstock(petroleum、coal系等有机物料）heattreatment(室温至2000℃以上，g、l、s三相）Inorganicnonmetalliccarbonmaterial无机非金属炭材料（几乎全部由C组

2、成）Introduction（1）graphite(石墨）（2）diamond(金刚石）（3）newcarbonmaterial(新型炭材料）石墨（Graphite)金刚石（Diamond)History在煤（coal)以前，木炭（charcoal)作为主要的燃料（fuel)植物（plants)类有机物combustion木炭（charcoal)、烟黑（smokeblack)墨（ink）、黑色颜料（paint）炭黑工业（Carbonblack）橡胶工业（rubberindustry)History天然石墨（naturalgraphite)铅笔（

3、pencil)+黏土（clay)坩埚(crucible)(耐火材料refractorymaterial)碳质耐火材料（含碳耐火材料）History木炭（charcoal）还原剂（reductant)铜和铁的冶炼（smelting)(后来被冶金焦（metallurgicalcoke）取代）现仅作为活性炭（activatedcarbon)和燃料使用（以上主要利用炭材料的化学性质）History19世纪初期，electricity(原电池)电池电极（cellelectrode),1855年德国建立最早的炭素厂生产电池炭棒发电机（electricgen

4、erator)炭电刷（carbonbrush)电碳工业炭刷（carbonbrush)History19世纪后期，电解工业（electrolyticindustry)电解槽的阳极和阴极铝用炭素（炭阳极、阳极糊和阴极炭块）炭阳极（Carbonanode)History电热（electricheating)炭电极（carbonelectrode)、电极糊（electrodepaste)、天然石墨电极（naturalgraphiteelectrode)1895年美国EGAcheson人造石墨（artificialgraphite)石墨电极(graphi

5、teelectrode)电弧炉（electricarcfurnace)炼钢（以上主要利用炭材料的物理性质）石墨电极（Graphiteelectrode)History20世纪以来，炭块（carbonblock)高炉内衬（blastfurnacelining)(结构炭材料）高炉炭砖1907年酚醛树脂（phenolicresin)不透性石墨（impermeable/imperviousgraphite)化工用石墨机械用炭石墨制品（密封材料和耐磨材料）History20世纪40年代，核石墨（nucleargraphite)高密（highdensity

6、)、高强(highstrength)、高纯(highpurity)划时代，炭材料科学形成利用石墨的核物理性质高纯石墨（highpuritygraphite)半导体工业History20世纪50年代，热解炭（pyrolyticcarbon)和热解石墨（pyrolyticgraphite)化学气相沉积CVD（chemicalvapordeposition)航天航空材料、核燃料颗粒被膜、生理材料高定向热解石墨HOPG（highlyorientedpyrolyticgraphite)单晶石墨（singlecrystalgraphite)热解炭（pyro

7、lyticcarbon）History20世纪60～70年代，炭纤维（carbonfiber)(主要是聚丙烯腈（PAN,polyacrylonitrile)基炭纤维）脆性炭材料（brittlecarbonmaterial)柔性炭材料（flexiblecarbonmaterial)CF比强度（强度/质量）树脂（resin)玻璃炭（glassycarbon)石墨层间（嵌层）化合物（GICs,graphiteintercalationcompounds)柔性石墨（flexiblegraphite)/膨胀石墨（expandedgraphite)炭纤维（

8、Carbonfiber)History1963年，中间相小球体（mesophasesphere)针状焦（needlecoke)、沥青基炭纤维（pitc