炭素製品的發展史和概況

炭素製品（pǐn）的發展史和概況炭素的發展概況

人類（lèi）對炭的（de）利用是與人類的進化發展（zhǎn）同步的，遠古時代人類發現和利用（yòng）火就開始使用（yòng）炭（木）丁。在我國、《前漢地理誌（zhì）》就有記（jì）載（zǎi）“豫章郡出石可燃為薪，稱為石炭（即煤）；史記《四九竇太後傳》中有記述挖煤說明當時就已利用（yòng）煤作（zuò）為燃料了，木炭與煤在陶器（qì）、銅器時代就（jiù）已廣泛應用了。作為炭素製品，明代宋應星著的《天工開物》（1637年）已記載用炭（石墨）與黏土製作（zuò）坩堝，這就是初級炭素製（zhì）品。

有資料將炭（tàn）的應用劃分為如下幾個階段:木炭時代（~1712年）、煤炭時代（1713~1866年）、炭素製品的搖籃時代（1867~1895年）、炭素（sù）製品的工業化時代（1896~1945年）、炭素製品的發（fā）展時代（dài）（1946~1985年、新（xīn）型炭時代（1986~）。這種劃分基本上概括了炭（tàn）素的（de）發展（zhǎn）進程，但在時間上不一定確切如煤的應用，我國在1713年之前很久就應用了，並已製作出炭（tàn）（石墨）黏土坩堝。

公元1713年，A. Derby發明了用煤生產焦炭（tàn）開始利用冶金焦（jiāo）煉鐵，炭作為工業化生產與應用才真（zhēn）正開（kāi）始。

1800年（nián），英國（guó）科學家戴維（wéi）（H.Davy）用木炭片作為弧光電極，接著將木炭壓（yā）碎（suì）與煤焦油（yóu）混合、成型、再經焙燒而成為最初的炭電極。

1842年，R. Bunsen采用木炭與（yǔ）甑炭經煆燒後粉碎、篩分、按比例（lì）將（jiāng）炭骨料粉末與黏結劑混合，再利（lì）用模具（jù）壓製成型，然（rán）後將壓製坯用焦粉覆蓋好隔絕空氣，緩慢加熱焙燒，焙燒後通過機械加工而製成炭電極，這就是現代炭素製品的雛（chú）形（xíng）。現在的常規（guī）炭（tàn）素製品的生產工藝中基本上保（bǎo）留了這種生產方法。此後（hòu），致密的電極、煉鐵高爐用天（tiān）然石（shí）墨內襯炭板等相繼（jì）開發出（chū）來。1867年，w. Siemens發明（míng）了電動機，標（biāo）誌著電氣時代的到（dào）來，也使炭素製品被廣泛開發，如（rú）弧光炭電極、煉鋼電極、電解食鹽炭陽極、電機用電刷等初級炭素製品（pǐn）。

1886年， Heroult和C.hall發明了電解鋁，生產中使用了陽極糊和炭陽極，此後，在黃磷、矽鐵、碳化鈣（電（diàn）石）生產中都使用了炭（tàn）陽極。

1896年，艾其遜（xùn）（E.g. Acheson）研（yán）製出人造石墨電極，使炭素製品從炭質轉變為石墨質，炭素製品進入工業化時代。此後，受電弓炭滑板、電（diàn）解（jiě）用石墨板（bǎn）、石墨電刷、不透性石墨相繼製成。特別是1942年費米（E. Fermi）成了原子能反應堆用的高純核石墨。20世紀40年代以（yǐ）後，隨著工業的（de）大發展，新技術新工（gōng）藝的不斷湧現，使炭素製品的生產規模不斷擴大，新用途不斷出現，因而促使開發（fā）出許多炭素新材料、新產品新炭材料如炭纖維及（jí）其複（fù）合（hé）材料，核石墨、熱解石墨、玻璃炭、不透性石墨、多（duō）孔炭等。新產品如冶（yě）金機械用石墨模具、煉鐵、高爐及其他冶煉爐用炭磚、石墨熱交換器、石墨軸承與密封環、高溫爐發熱體與舟皿、VHP電極燃料電池雙（shuāng）極（jí）板、電火花加工電極、火箭石墨鼻錐與喉襯等。特別是 Mesophase Carbon小球體、富勒烯（Fullerren）C（1985年）及碳納米管（1991年）、石墨烯（2004年）等（děng）的發（fā）現（xiàn），使炭素材料進入（rù）新型炭時（shí）代。