碳（tàn）化過程和石墨化過程

 沃克指出：“自有（yǒu）機物前驅體出發，通過熱處（chù）理使（shǐ）前者轉化（huà）成具有可被控製的 微晶排列的碳固體，這（zhè）一知識乃是碳素材料科學的核心。正是特定（dìng）原（yuán）料在經曆碳化 以後所生成的碳固體的結構決定碳材料的各種物理和化學性質以及它們的應用方 向”。以上說明碳化過程的重（chóng）要性。

碳化機理依碳化所處的相態分為氣相（xiàng）碳化、液相碳化和固相碳化。IBM thinkpad T43電池 其中液相碳 化則主要與下麵所述（shù）的中間相（xiàng）碳微珠的形成有（yǒu）關，固相碳（tàn）化則主要與下述聚合物的裂（liè）解碳化有關。而氣相碳化（huà）的發展則經曆了較長時（shí）間，下麵就烴類高（gāo）溫熱解過相進行碳化的機理進行簡（jiǎn）單的說明。

從20世（shì）紀初到20世紀30年代中期，石油和燃（rán）料化學工業（yè）出現了汽油、煤油

煤氣和不飽和烴如乙烯、乙（yǐ）炔（後者是（shì）生產有機合成原料如乙（yǐ）酸、甲醛、乙醛等（děng）產物的（de）原料）等的增長需求，從而帶動（dòng）了高溫氣相熱解反應的研究。盡（jìn）管當時科撾 都認為烴類高溫氣相轉化所伴生的表麵（miàn）碳膜為無用的副產品，但卻吸引眾多的學科來研究（jiū）這種碳材料的生（shēng）成機理，以便創造條件抑製它的生成。

其中提出過的機理主要包括：表麵直接分解機理、液（yè）滴理論。在20世紀（jì）50年代，葛（gě）利茲代（dài）爾的液滴（dī）理論幾乎統治著西方學術界，DELL Vostro 1500電（diàn）池 而在俄國則以戴（dài）斯（sī）涅爾的表麵 直接分解論占統（tǒng）治地位。

將上述2種表麵上相矛盾的觀點加以統一成為氣相熱解導致（zhì）生成各種亞類型破 材料的統一理（lǐ）論被（bèi）美國賓夕法尼亞（yà）州立大學的金尼所完成。他從20世紀50年代對烴類的氣相熱解反應動力學和機理進行了係統工（gōng）作，在第三（sān）次國（guó）際碳材料會（huì）議（1957年）的一（yī）篇總結論文中報道（dào）了幾（jǐ）種亞類型的氣相（xiàng）碳材料，即（jí） 表麵碳材（cái）料薄膜、淺灰金屬光澤〈I型碳材料（liào））、厚碳材料膜（II型碳材料）、海綿 狀碳材料、黑褐色（瓜型碳材料）、炭黑（漢型碳材料）。當苯在（zài）900?1400 度以很 低濃度的氣體通過反應管時，主要生成I型碳材料。當將反應物濃度提高時，隨著 反應時間的延長，開始（shǐ）生成粗糙表（biǎo）麵的薄膜逐漸（jiàn）轉換成氣相中生長的羽毛狀物，反|： HP Presario CQ40電池 應時間進一步增加使碳（tàn）材料膜最（zuì）後成為厚碳材料膜。在同一反應器之下遊堆積有海 綿狀碳材料（liào），最後在氣流出口處沉降有炭黑堆積物。他推測了4種碳（tàn）材料的生成機理：薄碳材料膜（mó）乃是在完全（quán）排除氣相反（fǎn）應的條件下完全由反應物直接碰撞表麵而被吸附後在表麵上進（jìn）行脫（tuō）氫聚合而成，厚碳片乃是氣相反應和純表麵熱 解過程的混合生成物。海綿碳則由於更深度碳（tàn）化液滴在氣相凝聚、落到反應器下遊，最終碳化而成。炭黑則為純（chún）氣相生成（chéng）液滴在氣相中吸收氣體多環芳烴（反應物 的氣相熱解初（chū）期生成物）而長大並最（zuì）終在氣相中單獨碳化而成（chéng）。


碳化過程和石墨化過程