炭黑的过去、现在和将来

古时候，人们焚烧动植物油、松树枝，收集火烟凝成的黑灰，用来调制墨、墨汁和黑色颜料。这种被称为“炱”的黑灰就是最早的炭黑。后来，人们用石油生产炭黑，再后来人们发现炭黑能够补强橡胶，从此炭黑就成为橡胶工业不可缺少的原材料。绿色轮胎的出现，给炭黑带来了冲击，也带来了创新的思路和契机。在21世纪，炭黑将由高性能、优质化向更高的目标——绿色环保、多功能化的方向发展。白炭黑动摇炭黑传统的主导地位尚为时过早，但两者并用，优势互补将是必然趋势。     

炭素材料展望

根据按新思路编制的碳的同素异形体表,从以下五个方面说明了碳素材料发展的新动向:(1)复合材料种类的增加;(2)大颗粒石墨晶体的制备;(3)用于主体—客体反应的主体材料的开发;(4)在形状方面碳素种类的增加;(5)碳素与其他领域的中间领域的开发。     

碳包覆纳米SnO2锂离子电池负极材料合成及其性能研究

采用热解Sn(OH)₄和淀粉混合物制备碳包覆纳米SnO₂的方法合成了无定形碳包覆纳米SnO₂.采用XRD、SEM、TEM、STEM-EDX以及充放电测试等手段对其结构、形貌和性能进行表征.结果表明,样品材料中无定形碳呈薄片状,被包覆的纳米SnO₂（20~50nm）均匀分布在片状无定形碳中.产物中SnO₂与碳的不同比例影响了产物的性能,样品（SnO₂∶C＝1∶1）首次循环的可逆比容量达到404mAh·g^-1, 20次循环内无明显衰减.     

可溶性盐复分解法碳酸钙制备影响因素研究

采用可溶性盐复分解法进行碳酸钙合成影响因素及其机理的研究。以正交试验法对合成温度、pH值、反应物浓度在碳酸钙合成中的影响进行探索,验证了温度以及pH值在合成反应中对产物晶型、形貌以及尺度有显著影响;使用周期键链理论(PBC)讨论了碳酸钙晶体方解石/文石共生现象;研究观察Mg2+对碳酸钙合成的影响,Mg2+作为能够稳定无定形碳酸钙前驱体(ACC)的金属离子,大量存在时碳酸钙形貌随nMg/nCa增大而变化,同时颗粒尺度变小。     

纤维涂层处理SiCf/SiC复合材料

分别采用酚醛和沥青为先驱体,在连续SiC纤维表面进行涂层制备,采用SEM、表面能谱等分析手段系统研究了涂层组成、结构及其对SiC纤维力学性能的影响.以含碳涂层的SiC纤维和聚碳硅烷(PCS)为原料通过先驱体转化法(PIP)制备SiCf/SiC复合材料,对其微观结构及性能进行了表征.结果表明,经过涂层处理后,在连续SiC纤维表面涂敷了一层无定形碳,纤维表面缺陷得到改善,抗拉强度有所提高.采用碳涂层SiC纤维制备SiCk/SiC复合材料后,断裂韧性明显提高.通过涂层处理有效地改善了SiCf/SiC复合材料的韧性.     

无定形碳掺杂对MgB2超导块材微结构及超导电性的影响

以无定形碳粉末作为掺杂物质，通过固相烧结的方法，在750℃，高纯氩气保护下，热处理2h制备了MgB2-xCx（x=0，0．05，0．10，0．20，0．30）超导块材。用X射线衍射（XRD）仪，扫描电子显微镜（SEM）和物性测试仪（PPMS）对样品的微观结构和超导电性进行了系统分析。结果显示，在750℃热处理条件下，有部分碳进入MgB2的晶格中，其余碳处于MgB2的晶界处。少量碳掺杂可以有效细化MgB2晶粒，并改善MgB2的超导电性。MgB19C0.1块材的临界电流密度（Jc）在20K，3T条件下达到8×10^4A／cm^2，表明无定形碳掺杂可有效提高MgB2的磁通钉扎。     

多孔硅/无定形碳负极材料的制备及性能研究

解决锂离子电池硅负极材料的技术成本高和体积变化大的问题是促进其产业化的关键。通过酸处理Al-Si合金和淀粉混合物后采用热分解法制备了不同硅含量的锂离子电池负极多孔硅/无定形碳(PSi/AC)复合材料。采用热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对PSi/AC复合材料的结构和形貌进行表征,并通过恒流充放电、循环伏安法和电化学阻抗研究了PSi/AC复合材料的电化学性能。结果表明,PSi/AC-1[38%(质量分数)Si]复合材料循环稳定性最佳,该复合材料具有内部多孔、外部核壳的结构特点,材料内部的孔道以及外部的碳壳能够有效降低硅的体积膨胀率,在400 mA/g的恒定电流密度下,循环200次后容量保持率为95.4%。     

无定形碳薄膜的二次电子发射特性研究

新一代粒子加速器向着高能量和高亮度方向发展,而储存环中的电子云效应极大地阻碍了粒子束的稳定性,是限制加速器进一步发展的主要制约因素。因此,对于新一代的高能粒子加速器来说,寻找低二次电子发射系数(SEY)的储存环真空室表面材料是至关重要的。研究发现,储存环真空室表面沉积无定形碳薄膜是一种很有潜力的加速器真空室表面处理方法。采用直流磁控溅射的方法,在管道表面沉积了高质量的无定形碳薄膜,并对二次电子发射特性进行了研究,发现在入射电子密度为1×10^-8C/mm^-2的条件下,薄膜的SEY为1.132,说明无定形碳薄膜可以很好地降低二次电子发射,从而抑制电子云效应。     

HL-1装置器壁表面的碳化处理和实验研究

本文介绍了在ＨＬ－１装置中首次进行器壁碳化的实验结果及其碳化对装置运行和等离子体性能的影响。     

无定形碳酸钙的稳定性和结晶转化过程研究进展

无定形碳酸钙在具有多级结构和优异力学性能的碳酸钙矿物的形成过程中起着至关重要的作用。生物体可以非常精确地调控无定形碳酸钙的结晶转化过程,而化学合成的无定形碳酸钙通常很不稳定。因此,从化学的角度研究无定形碳酸钙的稳定机理以及无定形碳酸钙结晶转化过程,对于理解以无定形物相为前驱体的生物矿物形成过程具有非常重要的意义。综述了无定形碳酸钙的本征特性,以及环境因素和添加剂对其稳定性和结晶转化的影响,阐述了无定形碳酸钙在晶体生长过程中的作用,讨论了该领域对材料结构和特性调控方面的启示。