Көміртек - табиғаттағы ең көп таралған элементтердің бірі, ол Жердегі барлық дерлік заттардың қасиеттерін қамтиды.Ол әртүрлі қаттылық пен жұмсақтық, оқшаулау-жартылай өткізгіш-өткізгіштік мінез-құлық, жылу оқшаулау-асқын өткізгіштік және жарықты сіңіру-толық мөлдірлік сияқты сипаттамалардың кең ауқымын көрсетеді.Олардың ішінде sp2 гибридизациясы бар материалдар көміртекті материалдар тобының негізгі мүшелері болып табылады, оның ішінде графит, көміртекті нанотүтіктер, графен, фуллерендер және аморфты шыны тәрізді көміртектер.
Графит және шыны тәрізді көміртек үлгілері
Алдыңғы материалдар белгілі болғанымен, бүгін шыны тәрізді көміртекке тоқталайық.Шыны тәрізді көміртек, шыны тәрізді көміртек немесе шыны тәрізді көміртек деп те аталады, шыны мен керамиканың қасиеттерін графитті емес көміртекті материалға біріктіреді.Кристалды графиттен айырмашылығы, бұл аморфты көміртекті материал, ол шамамен 100% sp2-гибридтелген.Шыны тәрізді көміртегі фенолды шайырлар немесе фурфурил спиртті шайырлар сияқты прекурсорлық органикалық қосылыстарды инертті газ атмосферасында жоғары температурада агломерациялау арқылы синтезделеді.Оның қара сыртқы түрі мен тегіс әйнек тәрізді беті оған «шыны көміртегі» деген ат берді.
1962 жылы ғалымдар алғаш рет синтездегеннен бері шыны тәрізді көміртектің құрылымы мен қасиеттері кеңінен зерттелді және көміртекті материалдар саласындағы өзекті тақырып болып қала береді.Шыны тәрізді көміртекті екі түрге жіктеуге болады: I типті және II типті шыны тәрізді көміртегі.I типті шыны тәрізді көміртегі органикалық прекурсорлардан 2000°C төмен температурада агломерацияланады және негізінен кездейсоқ бағытталған бұралған графен фрагменттерінен тұрады.Екінші типті шыны тәрізді көміртегі, керісінше, жоғары температурада (~2500°C) агломерацияланады және өздігінен құрастырылған фуллерен тәрізді сфералық құрылымдардың аморфты көпқабатты үш өлшемді матрицасын құрайды (төмендегі суретте көрсетілгендей).
Шыны тәрізді көміртегі құрылымының көрінісі (сол жақта) және жоғары ажыратымдылықтағы электронды микроскопиялық кескін (оң жақта)
Жақында жүргізілген зерттеулер II типті шыны тәрізді көміртегі I типке қарағанда жоғары сығылу қабілетін көрсететінін анықтады, бұл оның өздігінен құрастырылған фуллерен тәрізді сфералық құрылымдарына байланысты.Сәл геометриялық айырмашылықтарға қарамастан, I және II типті шыны тәрізді көміртекті матрицалар негізінен ретсіз бұйра графеннен тұрады.
Шыны тәрізді көміртекті қолдану
Шыны тәрізді көміртектің көптеген тамаша қасиеттері бар, соның ішінде төмен тығыздық, жоғары қаттылық, жоғары беріктік, газдар мен сұйықтықтарға жоғары өткізгіштік, жоғары термиялық және химиялық тұрақтылық, бұл оны өндіріс, химия және электроника сияқты салаларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
01 Жоғары температура қолданбалары
Шыны тәрізді көміртегі инертті газда немесе вакуумда жоғары температураға төзімді, 3000°C-қа дейінгі температураға төтеп береді.Басқа керамикалық және металл жоғары температуралы материалдардан айырмашылығы, шыны тәрізді көміртектің беріктігі температураға қарай артады және сынғыш болмай 2700K дейін жетуі мүмкін.Ол сондай-ақ төмен массаға, төмен жылу сіңіргіштікке және төмен термиялық кеңеюге ие, бұл оны әртүрлі жоғары температуралық қолданбаларға, соның ішінде терможұпты қорғау түтіктеріне, жүктеу жүйелеріне және пеш компоненттеріне қолайлы етеді.
02 Химиялық қолданулар
Коррозияға төзімділігі жоғары болғандықтан, шыны тәрізді көміртегі химиялық талдауда кеңінен қолданылады.Шыны тәрізді көміртектен жасалған жабдық платинадан, алтыннан, басқа коррозияға төзімді металдардан, арнайы керамикадан немесе фторопластикадан жасалған кәдімгі зертханалық аппараттарға қарағанда артықшылықтар береді.Бұл артықшылықтарға барлық ылғалды ыдырататын агенттерге төзімділік, есте сақтау әсерінің болмауы (элементтердің бақыланбайтын адсорбциясы және десорбциясы), талданатын үлгілердің ластанбауы, қышқылдар мен сілтілі балқымаларға төзімділігі және кеуекті емес шыны тәрізді бет жатады.
03 Стоматологиялық технология
Шыны тәрізді көміртекті тигельдер әдетте стоматологиялық технологияда бағалы металдар мен титан қорытпаларын балқыту үшін қолданылады.Олар жоғары жылу өткізгіштік, графит тигельдермен салыстырғанда ұзақ қызмет ету, балқытылған асыл металдардың жабыспауы, термиялық соққыға төзімділігі, барлық бағалы металдар мен титан қорытпаларына қолданылуы, индукциялық құю центрифугаларында қолдану, балқытылған металдарға қарағанда қорғаныс атмосферасын құру сияқты артықшылықтарды ұсынады. және ағынның қажеттілігін жою.
Шыны тәрізді көміртекті тигельдерді пайдалану қыздыру және балқыту уақыттарын қысқартады және балқыту қондырғысының қыздыру катушкаларына дәстүрлі керамикалық ыдыстарға қарағанда төмен температурада жұмыс істеуге мүмкіндік береді, осылайша әрбір құюға қажетті уақытты азайтады және тигельдің қызмет ету мерзімін ұзартады.Сонымен қатар, оның ылғалданбауы материалдық шығынға қатысты алаңдаушылықты жояды.
04 Жартылай өткізгіштерді қолдану
Шыны тәрізді көміртегі жоғары тазалығымен, ерекше коррозияға төзімділігімен, бөлшектердің түзілмеуімен, өткізгіштігімен және жақсы механикалық қасиеттерімен жартылай өткізгіштерді өндіру үшін тамаша материал болып табылады.Шыны тәрізді көміртектен жасалған тигельдер мен қайықтарды Бридгман немесе Чохральский әдістерімен жартылай өткізгіш компоненттерді аймақтық балқыту, галлий арсенидін синтездеу және монокристалды өсіру үшін пайдалануға болады.Сонымен қатар, шыны тәрізді көміртегі иондарды имплантациялау жүйелерінің құрамдас бөлігі және плазмалық өңдеу жүйелеріндегі электродтар ретінде қызмет ете алады.Оның жоғары рентгендік мөлдірлігі сонымен қатар шыны тәрізді көміртекті чиптерді рентгендік маска субстраттары үшін қолайлы етеді.
Қорытындылай келе, шыны тәрізді көміртегі жоғары температураға төзімділікті, химиялық инерттілікті және тамаша механикалық өнімділікті қамтитын ерекше қасиеттерді ұсынады, бұл оны әртүрлі салаларда қолданудың кең ауқымына қолайлы етеді.
Арнайы шыны көміртекті өнімдер үшін Semicera компаниясына хабарласыңыз.
Электрондық пошта:sales05@semi-cera.com
Жіберу уақыты: 18 желтоқсан 2023 ж