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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划炭材料,指的是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。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，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
2、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？研究自然界中一切增炭化物质的形成过程机理，特
3、别是着重于它多层次的微观结构的形成，以及此结构在外界条件影响下的转变。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2、各过程中物质的结构与性质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)1800以上转换为石墨；4）电绝缘体和热良导体
4、；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120角的三个等价的键，剩余的2Pz轨道与键所在的平面垂直形成键；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；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个键，2个键；两种类型：累积烯烃=C=C=C=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
5、；生物相容性好；由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C960。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，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(diamand)石墨低压稳定相、金刚石高压稳定相C(graphite)H=-/mol3、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
6、)isaprocessofformationofmaterialwithincreasingcarboncontentfromorganicmaterial,usuallybypyrolysis,endingwithanalmostpurecarbonresidueattemp.upto1600K.2)GraphitizationIsasolidstatetransformationofthermodynamicallyunstablenon-graphiticcarbonintographitebythermalactivation.Thedegreeofgraphitizationdepe
7、ndsuponthetemp.oftheheattreatmentandthetimeallowedtoannealstructure.3)Non-graphitizableCarbonarethosewhichcannotbetransformedintographiticcarbonsolelybyheattreatmentupto3300Kunderatmosphericorlowerpressure.4)GraphitizableCarbon(可石墨化炭)arethosewhichcanbetransformedintographiticcarbonbyheattreatmentupt
8、o3300Kunderatmosphericorlowerpressure.5)Non-graphiticCarbonareallvarietiesofsubstanceconsistingmainlyoftheelementcarbonwithtwodimensionallongrangeorderofthecarbonatomsinplannarhexagonalnetworks,butwithoutanymeasurablecrystallographiticorderinthethirddirection(c-direction)apartfrommoreorlessparalleln
9、on-graphiticcarboncanbeconvertedintographiticcarbonsbyheattreatmenttoabout2500K.Suchconversioniscalledgraphitization.6)GraphiticCarbonareallvarietiesofsubstanceconsistingoftheelementcarbonintheallotropicformofgraphiteirrespectiveofthepresenceofstructuraldefects.4、石墨化度的表征？石墨化程度的表征/石墨化度：XRD:d002LaLcMa
10、ireandMeringd002=+(1-g)g=0-1g=(d002)/()L(hkl)=k/cos5、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。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炭材料具有优良抗热震性能的原因A、热导率值大和线膨胀系数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、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
11、系数具有各向异性a方向：炭材料,指的是)是电子信息技术的“救世主”，是续写“摩尔定律”的万能材料，更是被科学家们被称作为“雄霸21世纪的新材料”。相信在科学家孜孜不倦的研究下，炭的神奇将不断被创新，对人类生活将产生更深远的影响。炭材料中孔炭1.题目：丙烯腈共聚物/纳米氧化硅复合粒子和中孔炭的制备和表征摘要：采用原位乳液聚合制备丙烯腈共聚物纳米Si02复合粒子，并通过复合粒子炭化和模板消除制备中孔炭的新方法，对引发剂在纳米Si02粒子表面的吸附、改性纳米Si02粒子存在下的原位乳液聚合行为、复合乳胶粒子粒径和形态控制及复合粒子形成机理进行了深入研究，并探讨了纳米Si02粒子含量、炭化温度对中孔炭
12、孔径及其分布、比表面积和形态的影响及中孔炭的形成机理，制得中孔率高、孔径分布均匀的中孔炭。2.题目：超级电容器用中孔炭的研究摘要：以石油焦为原料，运用化学活化法制备了超级电容器用高比表面积中孔活性炭。利用XRD、SEM和BET对实验制备的中孔炭进行了分析和表征。以实验制备的活性炭为超级电容器电极材料，利用恒流充放电测试对其电容特性进行了研究。结果表明，实验研制的活性炭的比表面积为1733m2g，中孔含量达到606，在150mAg的电流密度下其比容达到180Fg，而且基于实验研制的活性炭的超级电容器具有低内阻和良好的功率特性。3.题目：高比表面积中孔炭材料的制备及其双电层电容性能研究摘要：首次采
13、用新型聚合物化学混合炭化法，在合成炭前驱体聚合物的有机单体一间苯二酚(R)甲醛(F)溶液中混入热不稳定的聚乙二醇(PEG)，制备中孔PEGRF炭干凝胶，研究PEG-RF炭干凝胶的成孔机理及制备条件对炭干凝胶孔隙结构的影响。结果表明，PEG的相对热不稳定性和PEG-RF混合有机凝胶通过化学混合形成的均匀微相分离结构，是PEGRF炭干凝胶特殊中孔结构形成的原因：通过调整制备条件，可对炭干凝胶的孔隙结构进行有效调节。4.题目：高性能超级电容器有序中孔炭材料的研制摘要：采用微湿含浸法制备了一系列具有不同比表面积和孔径分布的超级电容器有序中孔炭材料。采用液氮吸附脱附等温线、小角XRD以及TEM表征了有序
14、中孔炭的孔结构，在1MEt4NBF4|PC电解液中测试了其电化学性能。结果表明，所制得的有序中孔炭的BET比表面积随糠醇加入量的增加先增加后减小，糠醇加入量少制得具有CMK-5结构的有序中孔炭，加入量多制得的CMK-3结构。电化学性能测试结果表明，在1mAcm2的充放电电流密度下各有序中孔炭材料比电容的大小顺序与其BET比表面积的大小顺序基本一致，具有CMK-3结构的有序中孔炭的倍率性能最好，并且也好于无序中孔炭的。5.题目：模板法制备超级电容器中孔炭电极材料摘要：以硅溶胶为模板剂、以葡萄糖为炭源，采用模板法制备了超级电容器中孔炭电极材料(SMC)。采用液氮吸附等温线对其孔结构进行了表征，考察
15、了其在有机非水Et4NBF4/PC电解液中的电容特性和倍率性能，采用交流阻抗法测试了其频率响应特性，并与商品化微孔活性炭进行了比较。结果表明：模板法制得的中孔炭的最可几孔径分布集中在和nm，呈双峰分布，与商品化微孔活性炭相比，由于SMC孔径更大而具有更优异的频率响应特性和倍率性能。6.题目：模板法制备丰富中孔炭材料的研究进展摘要：综述了中孔炭材料的制备方法，详细介绍了近年来新兴的模板法制备中孔炭材料在国际上的研究进展，并评述了中孔炭材料制备方法的优缺点。模板法制备中孔炭材料，不但能使所得的炭材料孔径均一，且能使其纳米孔道结构排列均匀有序，将具有极大的应用价值。7.题目：模板法制备沥青烯基有序结构中孔炭摘要：以煤炭直接液化工艺过程的副产物-沥青烯为碳源，中孔硅分子筛SBA-15为模板，采用模板炭化法制备了具有规则结构的中孔炭。制备过程包括利用溶剂夹带法将沥青烯填充到模板孔道内，炭化模板孔道内的沥青烯以及脱除模板等步骤。利用扫描电镜、透射电镜、粉末x射线衍射仪
