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辉县市鑫日石墨材料有限公司

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碳化过程和石墨化过程

  沃克指出:“自有机物前驱体出发,通过热处理使前者转化成具有可被控制的 微晶排列的碳固体,这一知识乃是碳素材料科学的核心。正是特定原料在经历碳化以后所生成的碳固体的结构决定碳材料的各种物理和化学性质以及它们的应用方 向”。以上说明碳化过程的重要性。

  碳化机理依碳化所处的相态分为气相碳化、液相碳化和固相碳化。IBM thinkpad T43电池 其中液相碳 化则主要与下面所述的中间相碳微珠的形成有关,固相碳化则主要与下述聚合物的裂解碳化有关。而气相碳化的发展则经历了较长时间,下面就烃类高温热解过相进行碳化的机理进行简单的说明。

  从20世纪初到20世纪30年代中期,石油和燃料化学工业出现了汽油、煤油

  煤气和不饱和烃如乙烯、乙炔(后者是生产有机合成原料如乙酸、甲醛、乙醛等产物的原料)等的增长需求,从而带动了高温气相热解反应的研究。尽管当时科挝 都认为烃类高温气相转化所伴生的表面碳膜为无用的副产品,但却吸引众多的学科来研究这种碳材料的生成机理,以便创造条件抑制它的生成。

  其中提出过的机理主要包括:表面直接分解机理、液滴理论。在20世纪50年代,葛利兹代尔的液滴理论几乎统治着西方学术界,DELL Vostro 1500电池 而在俄国则以戴斯涅尔的表面 直接分解论占统治地位。

  将上述2种表面上相矛盾的观点加以统一成为气相热解导致生成各种亚类型破 材料的统一理论被美国宾夕法尼亚州立大学的金尼所完成。他从20世纪50年代对烃类的气相热解反应动力学和机理进行了系统工作,在第三次国际碳材料会议(1957年)的一篇总结论文中报道了几种亚类型的气相碳材料,即 表面碳材料薄膜、浅灰金属光泽〈I型碳材料)、厚碳材料膜(II型碳材料)、海绵 状碳材料、黑褐色(瓜型碳材料)、炭黑(汉型碳材料)。当苯在900?1400 度以很 低浓度的气体通过反应管时,主要生成I型碳材料。当将反应物浓度提高时,随着 反应时间的延长,开始生成粗糙表面的薄膜逐渐转换成气相中生长的羽毛状物,反|: HP Presario CQ40电池 应时间进一步增加使碳材料膜最后成为厚碳材料膜。在同一反应器之下游堆积有海 绵状碳材料,最后在气流出口处沉降有炭黑堆积物。他推测了4种碳材料的生成机理:薄碳材料膜乃是在完全排除气相反应的条件下完全由反应物直接碰撞表面而被吸附后在表面上进行脱氢聚合而成,厚碳片乃是气相反应和纯表面热 解过程的混合生成物。海绵碳则由于更深度碳化液滴在气相凝聚、落到反应器下游,最终碳化而成。炭黑则为纯气相生成液滴在气相中吸收气体多环芳烃(反应物 的气相热解初期生成物)而长大并最终在气相中单独碳化而成。


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