碳化過程和石墨化過程

 沃克指出：“自有機物前驅體出發，通過熱處理使前者轉化成具有可被控制的 微晶排列的碳固體，這一知識乃是碳素材料科學的核心。正是特定原料在經歷碳化 以后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要性。

碳化機理依碳化所處的相態分為氣相碳化、液相碳化和固相碳化。IBM thinkpad T43電池 其中液相碳 化則主要與下面所述的中間相碳微珠的形成有關，固相碳化則主要與下述聚合物的裂解碳化有關。而氣相碳化的發展則經歷了較長時間，下面就烴類高溫熱解過相進行碳化的機理進行簡單的說明。

從20世紀初到20世紀30年代中期，石油和燃料化學工業出現了汽油、煤油

煤氣和不飽和烴如乙烯、乙炔（后者是生產有機合成原料如乙酸、甲醛、乙醛等產物的原料）等的增長需求，從而帶動了高溫氣相熱解反應的研究。盡管當時科撾 都認為烴類高溫氣相轉化所伴生的表面碳膜為無用的副產品，但卻吸引眾多的學科來研究這種碳材料的生成機理，以便創造條件抑制它的生成。

其中提出過的機理主要包括：表面直接分解機理、液滴理論。在20世紀50年代，葛利茲代爾的液滴理論幾乎統治著西方學術界，DELL Vostro 1500電池 而在俄國則以戴斯涅爾的表面 直接分解論占統治地位。

將上述2種表面上相矛盾的觀點加以統一成為氣相熱解導致生成各種亞類型破 材料的統一理論被美國賓夕法尼亞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系統工作，在第三次國際碳材料會議（1957年）的一篇總結論文中報道了幾種亞類型的氣相碳材料，即 表面碳材料薄膜、淺灰金屬光澤〈I型碳材料）、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，開始生成粗糙表面的薄膜逐漸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材料膜最后成為厚碳材料膜。在同一反應器之下游堆積有海 綿狀碳材料，最后在氣流出口處沉降有炭黑堆積物。他推測了4種碳材料的生成機理：薄碳材料膜乃是在完全排除氣相反應的條件下完全由反應物直接碰撞表面而被吸附后在表面上進行脫氫聚合而成，厚碳片乃是氣相反應和純表面熱 解過程的混合生成物。海綿碳則由于更深度碳化液滴在氣相凝聚、落到反應器下游，最終碳化而成。炭黑則為純氣相生成液滴在氣相中吸收氣體多環芳烴（反應物 的氣相熱解初期生成物）而長大并最終在氣相中單獨碳化而成。


碳化過程和石墨化過程