碳材料科学-知识点总结
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高考知识点碳归纳总结随着全球环境问题的日益突出,碳成为了高考科学类考题中的重要知识点。
本文将对高考中与碳有关的知识进行归纳总结,帮助考生们更好地掌握这一内容。
一、碳的基本知识碳是元素周期表中的第6号元素,其化学符号为C。
碳是一种非金属元素,常见形态有固体石墨、钻石以及气体二氧化碳等。
作为生命的基本构成元素,碳在有机物质的合成中扮演着重要角色。
二、碳的化合物1. 有机物的定义有机物是碳与氢以及其他一些元素形成的化合物,由于碳原子的独特性质,使得它能够与其他元素形成稳定的共价键,从而构成了无数种不同的有机化合物。
2. 碳的氢化物碳与氢形成的化合物被称为碳的氢化物,简称烷烃。
常见的烷烃有甲烷、乙烷、丙烷等,它们在燃烧时会释放出大量的热能和二氧化碳。
3. 碳的氧化物碳与氧形成的化合物被称为碳的氧化物,其中最常见的是二氧化碳。
二氧化碳在大气中的积累导致了全球变暖的问题,也是大气的主要组成成分之一。
三、碳循环1. 碳的来源碳的来源主要包括动植物呼吸作用、化石燃料燃烧、生物质燃烧以及土地利用变化等。
其中,化石燃料燃烧是目前全球二氧化碳排放的重要原因。
2. 碳的储存碳的储存主要表现为碳汇,包括植物、土壤、大气和海洋等。
其中,植物通过光合作用吸收二氧化碳并将其储存在植物体内,土壤则通过有机质的降解储存了大量的碳。
3. 碳的循环碳的循环是指碳在生物圈、大气圈和地球圈之间的相互转化过程。
其中,植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物,动物通过呼吸作用将有机物分解为二氧化碳。
同时,碳还通过植物和土壤之间的相互作用,以及海洋对二氧化碳的吸收和释放,实现了碳的循环。
四、碳排放与减排1. 碳排放的影响过量的碳排放将导致全球变暖,使气候发生不可逆转的变化。
碳排放还会对生态环境造成破坏,影响动植物的分布和生存。
2. 碳减排的方法为了应对碳排放过量的问题,全球采取了一系列的碳减排措施。
如发展清洁能源替代化石能源、提倡低碳生活方式、加强森林保护等。
九年级上册碳知识点碳知识点碳是一个非常重要的元素,它在自然界中广泛存在,并对地球上的生命起着至关重要的作用。
以下是九年级上册碳知识点的详细介绍。
1. 碳的基本属性碳是一种化学元素,其化学符号为C,原子序数为6。
它是周期表中第14族的元素,属于非金属。
碳的原子结构稳定,具有四个价电子,因此可以形成许多化合物。
2. 碳的存在形式碳以多种形式存在于自然界中。
最常见的形式是石墨和金刚石。
石墨是由碳原子通过层状排列形成,具有黑色、柔软和导电性的特点。
金刚石由高温高压条件下碳原子的密集堆积形成,具有透明、坚硬和导热性的特点。
3. 碳的化合物碳具有强大的化学亲和力,可以与其他元素形成大量的化合物。
最常见的碳化合物是有机化合物,其中包括碳氢化合物、醇、酮、醚、酸、酯等。
有机化合物是生物体中的基本组成部分,也是我们日常生活中广泛存在的物质。
4. 碳的循环碳在地球上存在着碳循环的过程。
主要包括生物碳循环和地球化学碳循环。
生物碳循环指的是生物体通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,将其转化为有机物,再通过呼吸作用释放二氧化碳的过程。
地球化学碳循环则是指碳在大气、陆地和海洋之间的循环,包括碳的沉积和释放过程。
5. 碳的环境影响碳在近年来引起了人们的广泛关注,因为它与气候变化密切相关。
人类活动燃烧化石燃料释放大量的二氧化碳,导致大气中二氧化碳浓度的升高,进而引起全球气候变暖的问题。
此外,碳排放还会导致酸雨和空气污染等环境问题。
6. 碳的应用碳具有广泛的应用领域。
在工业上,碳被用作燃料、电极材料、催化剂等。
在材料科学领域,碳纤维、碳纳米管等碳材料具有轻质、高强度和导电性能良好的特点,被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
总结:碳是一种重要的元素,广泛存在于自然界中,并在地球上的生命中发挥着重要作用。
了解碳的基本属性、存在形式、化合物、循环过程、环境影响和应用领域,有助于我们深入理解碳元素的重要性以及人类对碳资源的利用和保护。
通过合理利用碳资源,我们可以为可持续发展作出贡献,并保护地球生态平衡。
《组成燃料的主要元素——碳》知识清单一、碳的基本性质1、物理性质碳存在多种同素异形体,最常见的有金刚石、石墨和无定形碳(如活性炭、炭黑等)。
金刚石是自然界中最坚硬的物质,具有高熔点、高沸点和不导电的特点,外观呈现无色透明的正八面体结构。
这是因为其内部碳原子以紧密的立体网状结构排列。
石墨则是一种灰黑色、质软且有滑腻感的物质,能导电、导热。
其原子呈层状排列,层与层之间的结合力较弱,容易发生相对滑动。
2、化学性质(1)可燃性在氧气充足的情况下,碳燃烧生成二氧化碳:C + O₂=点燃= CO₂;氧气不足时,生成一氧化碳:2C + O₂=点燃= 2CO。
(2)还原性碳能够还原氧化铜:C + 2CuO =高温= 2Cu + CO₂↑;还能还原氧化铁:3C + 2Fe₂O₃=高温= 4Fe + 3CO₂↑。
二、碳的化合物1、一氧化碳(CO)(1)物理性质无色、无味、难溶于水的气体。
(2)化学性质具有可燃性:2CO + O₂=点燃= 2CO₂;还原性:CO + CuO =加热= Cu + CO₂。
(3)毒性一氧化碳能与血红蛋白结合,使其失去输氧能力,从而导致人体中毒。
2、二氧化碳(CO₂)(1)物理性质无色、无味的气体,能溶于水,密度比空气大。
(2)化学性质与水反应:CO₂+ H₂O = H₂CO₃;与碱反应:CO₂+ 2NaOH = Na₂CO₃+ H₂O。
(3)用途灭火、人工降雨、作气体肥料等。
3、碳酸(H₂CO₃)不稳定,易分解:H₂CO₃= H₂O + CO₂↑。
4、碳酸钙(CaCO₃)(1)存在形式大理石、石灰石等的主要成分。
(2)化学性质高温分解:CaCO₃=高温= CaO + CO₂↑;与酸反应:CaCO₃+2HCl = CaCl₂+ H₂O + CO₂↑。
三、碳在燃料中的作用1、煤炭煤炭是一种重要的化石燃料,主要成分是碳。
煤炭燃烧时会释放大量的热能,广泛应用于发电、工业生产和居民取暖等领域。
但煤炭燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物,对环境造成较大影响。
1、炭材料的多样性?(广义和狭义定义)广义上看:金刚石、石墨、咔宾都属于炭材料,这是一个广义的定义,但由于金刚石和咔宾在自然界存在非常少,结构也单一,不像石墨那样具有众多的过渡态中间结构(如焦炭、CF煤炭、炭黑、木炭等)。
狭义上看:炭材料一般是指类石墨材料,即以SP杂化轨道为主构成的炭材料,从无定形炭到石墨晶体的所有中间结构物质(过渡态碳),它是由有机化合物炭化制得的人造炭。
补充:新型炭材料:根据使用的目的,通过原料和工艺的改变,控制所得材料的功能,开发出新用途的炭及其复合材料。
大谷杉郎认为:新型炭材料可大致分为三类。
一是强度在100MPS以上,模量在10GPa以上使用时不必后加工的方法制得的新型炭成型物;二是以炭为主要构成要素,与树脂、陶瓷、金属等组成的各种复合材料;三是基本上利用炭结构的特征,由炭或炭化物形成的各种功能材料。
2、炭材料的基本性质?和金属一样具有导电性、导热性;和陶瓷一样耐热、耐腐蚀;和有机高分子一样质量轻,分子结构多样;另外,还具有比模量、比强度高,震动衰减率小,以及生体适应性好,具滑动性和减速中子等性能。
这些都是三大固体材料金属、陶瓷和高分子材料所不具备的。
因此,炭及其复合材料被认为是人类必须的第四类原材料。
3、炭材料科学的主要研究内容?研究自然界中(广义)一切增炭化(富碳)物质的形成过程机理,特别是着重于它(包括原料经历部分炭化的中间产物)多层次的微观结构的形成,以及此结构在外界条件(如温度、压力)影响下的转变。
此外,炭科学还研究炭集合体的各种物理与化学性质。
核心内容:自有机物前驱体出发,通过热处理使有机物转化成具有可被控制的微晶排列的炭固体,这一知识乃是炭材料科学的最核心部分。
有机原料中间状态丨终炭材料:1形成过程(机理)2、各过程中物质的结构与性质(化学、物理)3、外界条件与材料结构性能的关系;第一部分碳的结构与性能1、碳的结晶形式有哪些,阐述其结构与性能的关系?结晶形式:金刚石、石墨、咔宾、富勒烯金刚石:SP3杂化轨道,四个等同c共价键,具饱和性和方向性面心立方晶体特征:1)硬而脆;2)碳中密度最大(3.52g/cm3); 3) 1800 E以上转换为石墨;4)电绝缘体和热良导体;5)具四个等同轨道,如果与氢、碳结合就形成典型的脂肪族化合物。
高三碳的知识点一、碳的基本概念碳是地球上最常见的化学元素之一,其化学符号为C。
它在自然界中广泛存在于有机物中,并且是所有生物体的基本组成元素之一。
碳具有四个价电子,使其能够形成四个共价键,因此能够形成多种化合物,包括烷烃、烯烃、炔烃等。
二、碳的同素异形体碳具有三个同素异形体,它们分别是钻石、石墨和富勒烯。
钻石是由碳原子通过共价键形成的晶体,具有非常高的硬度和熔点,因此被广泛用作首饰和磨料。
石墨是由层状的碳原子通过共面的弱力相互结合而形成的,具有良好的导电性和润滑性。
富勒烯是由碳原子通过共价键形成的球状结构,具有独特的物理和化学性质,因此在材料科学和药物研究中具有潜在的应用价值。
三、有机化合物中的碳有机化合物是指含有碳元素的化合物,其分子结构复杂多样,可以包括碳原子与氢原子以及其他原子(如氧、氮等)通过共价键相互连接而形成的化合物。
有机化合物是生命体系的重要组成部分,包括脂肪、蛋白质、糖类等。
有机化合物的研究是有机化学的主要领域之一,对于理解生命的起源和发展具有重要的意义。
四、碳的循环碳存在于地球上的形式有多种,并且参与了碳循环过程。
碳循环是指碳在大气、陆地、海洋和生物体之间的循环过程。
碳通过光合作用被植物吸收,形成有机物质,并通过食物链传递给其他生物体。
同时,碳还通过呼吸作用释放到大气中。
此外,碳还以化石燃料的形式存在于地下,并随着人类的活动被释放到大气中,导致全球气候变暖等环境问题。
五、碳的应用碳在工业和生活中具有广泛的应用。
例如,碳可以用于制造钢铁,提供建筑材料和燃料。
此外,炭黑是一种由高纯度的碳颗粒组成的物质,广泛用于橡胶、塑料、油墨等行业。
碳纤维是一种轻质、高强度的材料,被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
此外,碳还可以用于制造电池、橡皮等。
六、碳的环境问题随着人类活动的不断增加,如工业化、运输和能源消耗,大量的二氧化碳被释放到大气中,导致温室效应和全球气候变暖等环境问题。
为了减缓碳排放的影响,国际社会提出了低碳经济、碳交易等措施,以促进可持续发展和环境保护。
化学碳知识点总结一、碳的基本性质1. 碳的原子序数为6,原子量为12。
在元素周期表中,属于第14组,第2周期的元素。
2. 碳的均数价数为4,具有四个价电子。
由于碳原子有4个价电子,所以碳原子能形成很多的共价键。
3. 碳的最稳定的同素体是晶格石墨,属于六角晶系,是一种黏土状的物质。
二、碳的同素异形体1. 碳的同素异形体是指同一种元素在不同形态下的存在。
碳的同素异形体有晶格石墨、金刚石、纳米碳管等。
2. 晶格石墨是由由层状六角环结构的一种黏土状物质,由多个平行的芳香烃片层叠而成。
3. 金刚石是由纯净的碳原子网格所构成的,由于每个碳原子都与四个邻居原子形成共价键,因此金刚石具有非常高的硬度。
4. 纳米碳管是由碳原子通过卷曲而成的一种新型碳材料,具有很高的强度和导电性能。
三、碳的化学性质1. 碳是一种非金属元素,其化学性质比较稳定,不容易与其他物质发生化学反应。
2. 碳具有较强的共价键结合能力,因此它形成的化合物稳定性较高。
3. 碳化合物中,碳的价态可以是+4,也可以是-4,因此碳形成的化合物种类繁多。
4. 碳是生命的基础,几乎所有有机物均包含碳的巨大化学活性。
生物体内的很多重要的有机化合物,如葡萄糖、脂肪酸、蛋白质和DNA等都是由碳构成的。
四、碳的化合物1. 由于碳的特殊价态和共价键结合能力,使得碳能形成非常丰富的化合物,主要有有机化合物和无机化合物两大类。
2. 有机化合物是指含有碳原子的化合物,其分子结构中含有碳—碳键或碳—氢键。
通常包括烃、醇、醛、酮、羧酸、酯、醚等。
3. 无机化合物是指不含有碳—碳键的化合物,如二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐等。
五、碳的应用1. 金刚石是一种非常硬的材料,可以用于制造切削工具、砂轮、钻头等。
2. 纳米碳管具有很高的强度和导电性能,可以用于制造电子器件、纳米材料等。
3. 晶格石墨是一种很好的润滑剂,可以用于制造润滑油、化妆品等。
4. 碳还可以用于制造炭笔、炭块、煤球等,用作燃料或者制造制品。
1、炭材料的多样性?(广义和狭义定义)广义上看:金刚石、石墨、咔宾都属于炭材料,这是一个广义的定义,但由于金刚石和咔宾在自然界存在非常少,结构也单一,不像石墨那样具有众多的过渡态中间结构(如焦炭、CF、煤炭、炭黑、木炭等)。
狭义上看:炭材料一般是指类石墨材料,即以SP 杂化轨道为主构成的炭材料,从无定形炭到石墨晶体的所有中间结构物质(过渡态碳),它是由有机化合物炭化制得的人造炭。
补充:新型炭材料:根据使用的目的,通过原料和工艺的改变,控制所得材料的功能,开发出新用途的炭及其复合材料。
大谷杉郎认为:新型炭材料可大致分为三类。
一是强度在100MPa以上,模量在10GPa以上使用时不必后加工的方法制得的新型炭成型物;二是以炭为主要构成要素,与树脂、陶瓷、金属等组成的各种复合材料;三是基本上利用炭结构的特征,由炭或炭化物形成的各种功能材料。
2、炭材料的基本性质?和金属一样具有导电性、导热性;和陶瓷一样耐热、耐腐蚀;和有机高分子一样质量轻,分子结构多样;另外,还具有比模量、比强度高,震动衰减率小,以及生体适应性好,具滑动性和减速中子等性能。
这些都是三大固体材料金属、陶瓷和高分子材料所不具备的。
因此,炭及其复合材料被认为是人类必须的第四类原材料。
3、炭材料科学的主要研究内容?研究自然界中(广义)一切增炭化(富碳)物质的形成过程机理,特别是着重于它(包括原料经历部分炭化的中间产物)多层次的微观结构的形成,以及此结构在外界条件(如温度、压力)影响下的转变。
此外,炭科学还研究炭集合体的各种物理与化学性质。
核心内容:自有机物前驱体出发,通过热处理使有机物转化成具有可被控制的微晶排列的炭固体,这一知识乃是炭材料科学的最核心部分。
有机原料中间状态终炭材料:1、形成过程(机理) 2、各过程中物质的结构与性质(化学、物理)3、外界条件与材料结构性能的关系;第一部分碳的结构与性能1、碳的结晶形式有哪些,阐述其结构与性能的关系?结晶形式:金刚石、石墨、咔宾、富勒烯金刚石:SP3杂化轨道,四个等同σ共价键,具饱和性和方向性面心立方晶体特征:1)硬而脆;2)碳中密度最大(3.52g/cm3);3) 1800℃以上转换为石墨;4)电绝缘体和热良导体;5)具四个等同轨道,如果与氢、碳结合就形成典型的脂肪族化合物。
碳材行业知识点总结碳材行业是一个涉及广泛,应用范围广泛的行业,它与许多产业有着紧密的联系,包括航空航天、能源、汽车、电子、建筑材料等。
碳材行业的发展,对于提高产品性能,节约能源,保护环境,具有非常重要的意义。
本文将对碳材行业的基本知识进行总结,以便读者对这个行业有一个全面了解。
一、碳材行业概述碳材行业是以碳素材料为基础的一个产业,主要包括碳纤维、碳纳米管、碳纤维增强塑料等材料的生产和应用。
碳材料的优点是具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、导电、导热等特性,被广泛应用于航空航天、航空工业、汽车工业、电子产业、能源领域等。
二、碳材行业发展历程碳材行业源远流长,早在古代,人们就已经发现了一些具有碳材料特性的自然物质,比如石墨、煤炭等。
随着人类对材料科学的认识不断深入,碳材料的开发和应用也在不断扩大。
特别是20世纪下半叶以来,碳材行业得到了迅速发展,碳纤维、碳纳米管等新型材料的发明和应用,极大地推动了该行业的发展。
三、碳材行业的分类碳材料可以根据其原料和制备工艺的不同,分为许多种类。
比较常见的碳材料主要包括:石墨、活性炭、碳纤维、碳纳米管、碳纤维增强塑料、碳复合材料等。
每一种碳材料都具有其特有的性能和应用领域。
四、碳材行业的应用领域碳材料的优异性能,使得它在许多领域得到了广泛应用,主要包括:1.航空航天领域:碳纤维复合材料在航空器结构中的应用,可以减轻结构重量,提高飞机的性能。
2.汽车工业:碳纤维增强塑料在汽车轻量化设计中的应用,可以减轻汽车自重,提高燃油效率。
3.电子产业:碳纳米管、石墨等材料在电子元器件中的应用,可以提高电子元器件的导电性能,降低能源损耗。
4.能源领域:石墨、活性炭等材料在储能和催化剂方面的应用,可以提高能源利用效率,降低环境排放。
五、碳材行业的发展趋势随着科学技术的不断进步,碳材行业也面临着一些新的发展趋势,主要包括:1.智能化、数字化:碳材料的生产和应用将更加智能化和数字化,利用大数据、人工智能等技术提高生产效率和产品质量。
1、炭材料的多样性?(广义和狭义定义)广义上看:金刚石、石墨、咔宾都属于炭材料,这是一个广义的定义,但由于金刚石和咔宾在自然界存在非常少,结构也单一,不像石墨那样具有众多的过渡态中间结构(如焦炭、CF煤炭、炭黑、木炭等)。
狭义上看:炭材料一般是指类石墨材料,即以 SP 杂化轨道为主构成的炭材料,从无定形炭到石墨晶体的所有中间结构物质(过渡态碳),它是由有机化合物炭化制得的人造炭。
补充:新型炭材料:根据使用的目的,通过原料和工艺的改变,控制所得材料的功能,开发出新用途的炭及其复合材料。
大谷杉郎认为:新型炭材料可大致分为三类。
一是强度在100MPS以上,模量在10GPa以上使用时不必后加工的方法制得的新型炭成型物;二是以炭为主要构成要素,与树脂、陶瓷、金属等组成的各种复合材料;三是基本上利用炭结构的特征,由炭或炭化物形成的各种功能材料。
2、炭材料的基本性质?和金属一样具有导电性、导热性;和陶瓷一样耐热、耐腐蚀;和有机高分子一样质量轻,分子结构多样;另外,还具有比模量、比强度高,震动衰减率小,以及生体适应性好,具滑动性和减速中子等性能。
这些都是三大固体材料金属、陶瓷和高分子材料所不具备的。
因此,炭及其复合材料被认为是人类必须的第四类原材料。
3、炭材料科学的主要研究内容?研究自然界中(广义)一切增炭化(富碳)物质的形成过程机理,特别是着重于它(包括原料经历部分炭化的中间产物)多层次的微观结构的形成,以及此结构在外界条件(如温度、压力)影响下的转变。
此外,炭科学还研究炭集合体的各种物理与化学性质。
核心内容:自有机物前驱体出发,通过热处理使有机物转化成具有可被控制的微晶排列的炭固体,这一知识乃是炭材料科学的最核心部分。
有机原料中间状态丨终炭材料:1形成过程(机理)2、各过程中物质的结构与性质(化学、物理)3、外界条件与材料结构性能的关系;第一部分碳的结构与性能1、碳的结晶形式有哪些,阐述其结构与性能的关系?结晶形式:金刚石、石墨、咔宾、富勒烯金刚石:SP3杂化轨道,四个等同c共价键,具饱和性和方向性面心立方晶体特征:1)硬而脆;2)碳中密度最大(3.52g/cm3); 3) 1800 E以上转换为石墨;4)电绝缘体和热良导体;5)具四个等同轨道,如果与氢、碳结合就形成典型的脂肪族化合物。
石墨:SP2杂化轨道,2S2Px2Py三个在同一平面内互为120C角的三个等价的c 键,剩余的2Pz轨道与c键所在的平面垂直形成n键;n电子属非定域电子,在受到外电磁场作用时可在六元环网上自由运动,形成金属键;n键较弱,易发生断裂;特性:1)不熔融和极高的化学稳定性,a面内抗拉强度极高;2)导电导热性好;黑色;3)解离性和自润滑性,易形成层间化合物;4)各向异性。
咔宾:SP杂化轨道,2个c键,2个n键;两种类型:B累积烯烃=C=C=C= a聚炔-C=C-C=C-;线状,单元链长10-12C原子,六方晶体;树脂状组织,白色,白碳特性:具有半导体及超导体性质;生物相容性好;由a聚炔出发易于转化为金刚石。
富勒烯:当SP2杂化轨道形成的六圆环在一起形成某些五圆环时,它就不再呈平面状而是呈现球状笼形结构;C60 20个六元环、12个五元环,当六元环增加时,则可形成更大的球形分子;最大到 C96Q特性:C60为球形分子,可以在有机溶剂中溶解;相等的化学环境,芳香性;C60 直径7.1A,分子晶体,有机与无机的交叉点。
2、碳的相图及其相互转化?金刚石和石墨的形成及转化条件:C(diama nd)C(graphite) △ H=-2.1KJ/mol 石墨低压稳定相、金刚石高压稳定相A :石墨催化转化为金刚石的区域B:石墨自发快速转化为金刚石的区域C:金刚石自发快速转化为石墨的区域D:石墨自发缓慢转化为金刚石的区域T1: 4100K P1: 12GPaT2: 4020 ± 50KP2: 12.25 ± 1.47MPa3、概念:炭化,石墨化,可石墨化炭,不可石墨化炭,石墨化性炭,非石墨化性炭1)Carbonization ( 炭化)is a process of formatio n of material with in creas ing carb on content from orga nic material, usually by pyrolysis, ending with an almost pure carb on residue at temp. up to 1600K.2)Graphitizati on (石墨化)non-graphitic carbon into graphite by thermal activation. The degree of graphitization depends upon the temp. of the heat treatment and the timeIs a solid state tran sformatio n of thermod yn amically un stableallowed to anneal structure.3)Non-graphitizable Carbon (不可石墨化炭)are those which cannot be transformed into graphitic carbon solely by heat treatment up to 3300K under atmospheric or lower pressure.4)Graphitizable Carbon ( 可石墨化炭 )are those which can be transformed into graphitic carbon by heat treatment up to 3300K under atmospheric or lower pressure.5)Non-graphitic Carbon (非石墨质炭)are all varieties of substance consisting mainly of the element carbon with two dimensional long range order of the carbon atoms in plannar hexagonal networks, but without any measurable crystallographitic order in the third direction (c-direction) apart from more or less parallel stacking.Many non-graphitic carbon can be converted into graphitic carbons by heat treatment to about 2500K. Such conversion is called graphitization.6)Graphitic Carbon (石墨质炭)are all varieties of substance consisting of the element carbon in the allotropic form of graphite irrespective of the presence of structural defects.4、石墨化度的表征?石墨化程度的表征 /石墨化度: XRD: d002 La Lc Maire and Meringd002=3.354g+3.440(1-g) g=0-1 g=(3.440- d002)/(3.440-3.354)L(hki)=k X / B cos 05、炭材料具有优良抗热震性能的原因?材料在高温下使用并且经受温度剧变而不破坏的性能,又称耐急冷急热性和热稳定性。
( 1 )温度急变导致材料破坏的原因:热传导的滞后性,表面和内部产生温度梯度( 2 )炭材料具有优良抗热震性能的原因A、热导率入值大和线膨胀系数a l值小;B、模量E值小,缓解热应力的效果好;C提高材料的抗拉或抗切强度有利于改善抗热震性。
6、炭材料热膨胀的特点?A、a比金属材料小得多;B、易石墨化炭材料的线膨胀系数随石墨化度提高而减小,难石墨化炭材料则相反度提高而减小,难石墨化炭材料则相反;C炭材料的线膨胀系数具有各向异性a方向:<4000,变化很小,常温达到极小,随后增大,8000 1x10-6/K c 方向:为正值,(25-30) 10-6/K。
7、炭材料导电的特点?A、电阻率具有明显的各向异性;B、石墨化程度高则电阻率小;C、电阻温度系数不同炭材料的电阻率和电阻温度系数不同,有的随温度升高而减小,有的则增大。
在一定温度下的导电性是在此温度下材料内自由电子热激发和晶格点阵热振动的综合反映。
8、影响炭材料力学性能(强度和模量)的因素,如何提高 CF的力学性能?基本结构特征: 1)多晶多层结构; 2)宏观组织特征是含有气孔。
因此,炭材料的力学性能受到气孔率、孔径分布、组织缺陷、晶粒大小、石墨化度等因素的影响。
提高CF强度的主要措施:细晶化和减少缺陷。
9、炭与过渡金属的反应类型?1)1 B U B (以Cu,Zn为代表,d ),不与碳反应;2)W B族(Fe,Co,Ni为代表,d层6-10电子),催化熔解碳,形成固溶体;3)W B-VD B族(Ti,Cr,Mn为代表,d层2-5电子),与碳共价形成碳化物。
第二部分有机物成炭的途径1、炭化的概念及包含哪些类型?有机化合物的炭化途径: 1)气相炭化; 2)液相炭化—中间相理论与应用 3)固相炭化与多相炭化。
2、炭化反应的实质?3、有机物热解的一般规律?4、气相炭化的定义及包含哪些内容?定义:考察一切气态原料转化成固体碳的过程,即挥发先于热解的化合物、碳原子数在20个以下的链烷烃、烯烃或芳烃化合物,通常具有 200E以下的沸点,在通常情况下于气相中进行炭化。
主要包括: 1)气态烃高温下在惰性固体表面的沉炭反应; 2)烃类在无氧和有氧热解条件下气相成核和多分散炭黑的形成; 3)在活性金属质点存在下气态烃类经催化分解而生成纤维状炭。
4、低碳烃的热解反应规律及其化学反应类型?低碳烃的热解反应规律:a 链烷烃:CnH2n+2——CnH2n + H2 ; CnH2n+2——Cn-xH2n-2x+2 + CxH2xb烯烃:在中温压力(<500 °C,50atm )下,烯烃的热反应以聚合为主,高分子量烯烃也发生解聚反应。
乙烯一-初期产物(甲烷、乙炔、丙烯、 1-丁烯和丁二烯等)一-终产物(环烯烃和芳烃化合物)c 环烷烃:主要发生脱氢反应形成芳烃e无取代芳烃:主要导致生成联芳基(联苯、联萘等)f取代芳烃:烷基取代芳烃在热解时化学键的碎裂发生在侧链上C a-C B、Q -C Y、C芳-C a键,生成二芳基甲烷、二芳基乙烷、烷基联苯等,进一步的热缩聚导致生成大尺寸多环芳烃或齐聚多核联芳基。