Пиролиттик графиттин потенциалын ачуу: касиеттери жана тиркемелер

Пиролиттик графит - өзгөчө касиеттери бар графиттин уникалдуу формасы, аны көптөгөн тармактарда өтө баалуу кылуу. Бул макала мүнөздөмөлөргө, өндүрүшкө жана ар түрдүү өтүнмөлөргө кирбейтПиролиттик графитТехнологиялык чөйрөлөрдү талап кылуу үчүн эмне үчүн тандоо материалы экендигин белгилөө. Анын уникалдуу түзүлүшүн, жылуулук жана электрдик касиеттерди изилдейбиз жана бул алардын баардык нерселерден Aerospaceге чейин колдонууга кандайча өбөлгө түзөт. Марк Томпсон сыяктуу адистер үчүн бул чоо-жайын түшүнүү дүйнөлүк рынокто атаандашууга жөндөмдүү бир четин сунуш кыла алат.

1 Пиролиттик графит деген эмне?

Пиролиттик графитхимиялык буу деп аталган процессте өндүрүлгөн уникалдуу, техника курган графитжайгаштыруу(CVD). Табигый графит же катардагы графит айырмаланып,Пиролиттик графитбул поликристаллдык материал - бул көптөгөн кичинекей графиттин кристаллдарынан турат. Бирок, бул кристаллдаржогорку багыттагы, берүүПиролиттик графиткээ бир өзгөчө касиеттер. Графиттин окшош материалы качан түзүлөтуглеводородгаз (метан сыяктуу) абдан жылытылатжогорку температураинерттүү атмосферада. Бул газга себеп болотDECMOZEжанакөмүртек атомуs катмар менен катмарсубстрат.

Бул катмарлуу түзүлүш түшүнүү үчүн ачкычПиролиттик графит. Көптөгөн жука кагаздарды тепкилөө окшош. Ар бир барак катмарды билдиретГрафен, кайдакөмүртек атомуs алты бурчтуу тордо байланган. Учактын ичиндеги бул байланыштар абдан күчтүү (коваленттик байланыштар), бирок ортосундагы байланыштарГрафит катмарларыалсызыраак (Ван дер Вааля күчтөрү). Учак менен учактын сырткы көрүнүшүнүн ортосундагы бул айырмачылык материалды пайда кылатАнисотропия.

2 Пиролиттик графит кандайча жасалат? Депозиттик процессти карап.

ӨндүрүүПиролиттик графитхимиялык деп аталган татаал процессти камтыйтбуу чөкмө. Негизинен, ауглеводородМетан (CH4) сыяктуу газ, вакуум палатасына киргизилетсубстрат. Палата андан кийин өтө ысып кеттижогорку температура, адатта, 2000 ° C чейин 3000 ° C чейин. Бул катуу жылуулук пайда болотуглеводородгазDECMOZE- белгилүү бир процесспиролиз.

Учурундапиролиз,көмүртек атомулар чирийлелген газдансубстрат. Атомдор өздөрүн жогорку буйрутма, катмарлуу түзүмдө уюштурушатПиролиттик графит. Чен өлчөмүжайгаштыруу, температура жана палатанын ичиндеги кысым, анын акыркы касиеттерине таасир этүү үчүн кылдаттык менен көзөмөлдөПиролиттик графит. Бул параметрлерди көзөмөлдөө материалдын тыгыздыгын тигүү мүмкүнчүлүгүн берет,жылуулук өткөрүмдүүлүгүжана башка мүнөздөмөлөр.
Буга мүмкүн болгонПиролиттик графиттин барактары.

3. Пиролиттик графитдин негизги касиеттери кандай?

TheПиролиттик графиттин касиеттеритүздөн-түз анын уникалдуу, жогорку багыттагы катмарлуу түзүлүшүнөн түздөн-түз. Бул багытка жараша анын жүрүм-турумундагы олуттуу айырмачылыктарды жаратат. Бул жерде кээ бир негизги мүнөздөмөлөр бар:

• Анисотропия:Бул, балким, аныктоочу өзгөчөлүкПиролиттик графит. Анын касиеттери жогорку багыт. Катмардын учагынын ичинде (тегиздик), ал мыкты экспаттермикалыкжанаЭлектр өткөргүчтүк. Бирок,Перпендикулярдык багыткатмарларга бул касиеттер олуттуу кыскарган.
• Жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк (учакта): Пиролиттик графитӨзгөчөжылуулук өткөрүмдүүлүгүанын катмарларынын тегиздигин бойлоп, жезден ашып түшөтБөлмө температурасы.
• Төмөн термикалык өткөрүмдүүлүк (учакка перпендикуляр):Айырмаланып, анынжылуулук өткөрүмдүүлүгүКатмарларга перпендикуляр абдан төмөн, бул багытта сонун термикалык изолятор болуп саналат.
• Диамагнетизм: Пиролиттик графиткүчтүүДиамагниттик материал, демек, бул кайталанатМагниттикталаалар. Бул мүлк дагы анисотроптик.
• Температура туруктуулугу:Абдан туруштук бере алатжогорку температураинерттик атмосферада олуттуу деградациясыз.
• Химиялык инфрика: Пиролиттик графитсалыштырмалууинерткөптөгөн химикаттар менен реакцияларга туруштук берүү.

4. Пиролиттик графиттин жылуулук өткөрүмдүүлүгү эмне үчүн укмуштуудай?

ӨзгөчөПиролиттик графиттин жылуулук өткөрүмдүүлүгүАнын катмарларынын учагында, тыгыз байланышкан фондондордун (термелүүлөрдүн) натыйжалуу кыймылына байланыштуукөмүртек атомутармак. Ойлонуп көрсөңүз, аны толкунга окшоп, эритиндиден, бейкапар, бейкапар, бейкапар материал аркылуу тезирээк сыпаттап кетишет Ичиндеги күчтүү коваленттик байланыштарГрафенБул катмарлар бул термелерден эң аз каршылык менен саякаттоого болот. Theжылуулук өткөрүмдүүлүгүжезден беш эсе көп болушу мүмкүн.

Бирок, анткени байланыштарыГрафит катмарларыАлсыз (Ван дер Ваалз күчтөрү), фонондордун катмарларына жылуулукту өткөрүп берүү кыйынга турат. Бул төмөн түшүндүрөтжылуулук өткөрүмдүүлүгүперпендикуляр багыт. Бул бул материалды ылайыктуу кылатжылуулук чөгүп кетет.

5. Пиролиттик графиттин анисотропиясын изилдөө.

АнисотропияЖогоруда айтылгандай, негизги мүнөздөмөПиролиттик графит. Бул материалдын касиеттери жетекчиликке жараша айырмаланат дегенди билдирет. Бул анын катмарлуу түзүлүшүнүн түздөн-түз натыйжасы. Жакшы окшоштук - жыгач, ал эми дан эгиндин боюндагы жыгачты бир топ жеңилдетүү оңой.

Бул багытта көз карандылык көптөгөн колдонмолор үчүн өтө маанилүү. Мисалы, анын бийиктигиУчакта жылуулук өткөрүмдүүлүгүжана төмөн перпендикуляржылуулук өткөрүмдүүлүгүЭлектрондук шаймандарда жылуулукка жайылтуучу жылуулук үчүн, сезимтал компоненттерден башка аймактарга жайылтууга жол бербөө менен, жылуулукту натыйжалуу чийүү үчүн жылуулук таратуучулары үчүн идеалдуу кылыңыз. ЖөндөмүCleaveкатмарларПиролиттик графит, кандайча окшошМикаТазаланып, бул андан келип чыгатАнисотропия.

6. Пиролиттик графиттин жалпы колдонулушу кандай?

УникалдууПиролиттик графиттин касиеттериАны ар кандай өтүнмөлөргө ылайыктуу кылуу, анын анисотроптук термикалык жана электр касиеттерин колдонууга жарактуу кылат. Айрым негизги колдонмолор төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Жылуулук таратуучулар жана жылуулук чөгүү:InЭлектрондук түзмөктөр, Пиролиттик графитнатыйжалуу таркатуу үчүн колдонулатжылуулук пайда болдукомпоненттери боюнча, жооштуктун алдын алуу жана ишенимдүү операцияны камсыз кылуу.
• Кыйынчылыктар жана көктөр:Анын жогорку температурасы жана химиялык инерттүү температура металлургиялык процесстерде колдонулган эң ылайыктуу материал жасалат.
• Монохроматорлор:Рентген жана нейтрон моночроматорлорунда кеңири колдонулат.
• Биомедициналык тиркемелер:Анын биотимициясы белгилүү бир медициналык имплантарда колдонууга алып келди.
• Aerospace компоненттери:Анын жогорку температуранын туруктуулугу жана жеңил жаратылыш аэрос мейкиндигиндеги тиркемелерде баалуу кылат.
• Микроскопияны сканерлөө:Айрыкча пиролиттик графитжогорку багыттагы пиролиттик графит, катары колдонулатсубстратүчүнсканерлөөанын жалпак, өткөрүү бети менен микроскопия (STM). Аны бир нече жолу тазалоого болот.

7. Электрондук шаймандарда жана жарым өткөргүчтөрдөгү пиролиттик графит.

ИчиндеЭлектрондук түзмөктөржанаЖарым өткөргүчIndustries,Пиролиттик графитжылуулук башкарууда чечүүчү ролду ойнойт. Азыркы электрондук электроника олуттуу көлөмдө жылуулукту жаратат жана натыйжалуу диссипациялоо иш-аракет жана узак өмүр сүрүү үчүн маанилүү.Пиролиттик графитӨзгөчөлүкУчакта жылуулук өткөрүмдүүлүгүПроцессорлор жана күч амфикаторлор сыяктуу ысык жерлерден ысык жерлерден жылуулукту жайылтуу үчүн сонун материал жасайт.

Андан тышкары, анын төмөнжылуулук өткөрүмдүүлүгүУчакка перпендикуляр жылуулукту, анын жакынкы сезгич компоненттерди таасир этүүгө жол бербөөгө жардам берет. Ичке, жеңил жаратылышПиролиттик графиттин барактарыОшондой эле, аларды мейкиндик чектелген жерде компакт-электрондук шаймандарда колдонууга жарактуу кылат. Материал да колдонулатКүйүүчү май клеткаларыүчүнЭнергия сактагыч.

8. Пиролитикалык графиттин графиттин башка түрлөрүнө кандайча салыштырылат?

Графиттердин бардык формаларын алты бурчтуу көмүртек түзүмүн бөлүшөт,Пиролиттик графитжогорку буйрутмаланган, катмарлуу түзүлүшкө байланыштуу. Бул башка түрлөргө салыштырмалуу айырмаланган касиетин берет:

• Табигый графит:Жерден казылып алынган, табигый графит азыраак буйрутма түзүлүшкө ээПиролиттик графит, төмөндөтөттермикалыкжанаЭлектр өткөргүчтүк.
• Катардагы графитжеЖасалма графит:Бул адатта өндүрүлөткөмүр кычкылжана байлоо, андан кийин бышырылган жана графитизацияланган. Бул дагы изотропдук түзүмгө ээ (касиеттер бардык багытта окшош)Пиролиттик графит.
• ЛИФЕН:Ал эмиПиролиттик графиттолтурулганГрафенкатмарлар, бир катмарГрафенандан да өзгөчө касиеттерге ээ. Бирок, ири, кемчиликсиз барактарды өндүрүүГрафенкыйынчылык бойдон калууда.

Бул эки материалды салыштыруу,Пиролиттик графитаткаруунун жана өндүрүштүн ортосундагы тең салмактуулукту сактайт, аны көптөгөн колдонмолор үчүн практикалык тандоо жасаңыз. ТекшерүүЖогорку Күч графит блогуПродукт баракчасы.

9. Пиролиттик графиттин чектөөлөрүн жана көйгөйлөрү кандай?

Көп артыкчылыктарга карабастан,Пиролиттик графитАйрым чектөөлөр бар:

• Сыймык:Ал салыштырмалуу морт жана крекинг, айрыкча жик учактарын бойлой болушу мүмкүн.
• Наркы:CVD өндүрүш процесси кымбатка, жасоого болотПиролиттик графитграфиттин башка түрлөрүнө караганда кымбатка турат.
• Машина:Аны иштетүү мүмкүн, бирок анын анисотропдук мүнөзү так формага жана толеранттыктарга жетишүү кыйынга турушу мүмкүн. Theкристаллдашуужанаinhomogenityбуга таасир этиши мүмкүн.
• Жогорку температурада кычкылдануу:Инерттик атмосферага туруктуу болсо да,Пиролиттик графиткычкыл (кычкылтек менен реакция)бийик температураабада коргоочу жырткычтары жок абанын айрым жогорку температура тиркемесинде колдонууну чектөө. Төмөндө сакталышы керек400 ° C.

10. Пиролиттик графиттин келечеги: Өтүнмөлөр жана изилдөө.

Изилдөөлөр жаңы жана кызыктуу тиркемелерди изилдөө улантылуудаПиролиттик графит. Пайыздарды камтыйт:

• Өркүндөтүлгөн жылуулук башкаруу:Электрондук шаймандар кичирейип, күчтүү болуп кала беришин уланта беришет, ал тургай, жылуулук диссипациялоонун дагы бир чечимдери андан ары өнүгүүгө муктажПиролиттик графитРасулулла modes.
• Энергия сактагыч:АнынЭлектр өткөргүчтүкКатмарлуу түзүмү аны өркүндөтүлгөн батарейкалар жана суперкаркацияларды колдонууга талапкер кылат. МатериалХимиялык инерттүү.
• Сенсорлор:Анын уникалдуу касиеттери ар кандай сенсорлордун ар кандай түрлөрүндө колдонушат.
• Биомедициналык инженерия:Анын биоти эмеспизи боюнча андан ары изилдөө медициналык шаймандарда жана имплантаттардын жаңы өтүнмөлөрүнө алып келиши мүмкүн.
  * Молекулаларды изилдөөБеттик илимпоздор ар кандай изилдөө үчүн окуган субстрат катары колдонушатжыпар жыттуу молекулалар. HOPGтаза бетиКалганы кийин дагыаба саат бою аба. Субстрат алатМолекулаларды турукташтыруу ** Жасалма учакты камсыз кылат.
• Наноструктур: Theнаноструктуркөрсөтүү үчүн көрүлдүсеморныйжүрүм-турум.

Ачкыч ээлүү: Пиролиттик графит негиздери

• Пиролиттик графитжогорку буйрутма, катмарлуу түзүлүш менен графитдин уникалдуу формасы.
• Ал өзгөчө экстремалдыкАнисотропия, бийиктермикалыкжанаЭлектр өткөргүчтүкКатмарлуу учакта жана учакка перпендикулярдык учакта.
• Ал химиялык буу аркылуу өндүрүлөтжайгаштыруу (пиролиз), анын касиеттерин көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берген процесс.
• Негизги тиркемелер жылуулук таратуучулары, микроскопия үчүн субстраттар жана субстраттар кирет.
• Бул баалуу материалЭлектрондук түзмөктөржана жылуулук башкаруу үчүн жарым өткөргүчтөр.
• Графиттин башка түрлөрүнө караганда кымбатыраак болсо дагы, анын уникалдуу касиеттери анын талаптарын талап кылууда колдонууну негиздей берет.
• Учурдагы изилдөөлөр энергияны сактоо, сенсорлор жана биомедициналык инженерияда жаңы тиркемелерди изилдөө.
• Биздин изилдөөбүздү унутпаңызЖогорку тазалыгы 99.9% Графит порошогужанаЖогорку температура туруктуу графит эрүү үчүнПродукт баракчалары.
• Бизди карап көрэлектрод материалыкерек.
  Графитдин Деллеклдүүπ СистемаүстүнөнГрафен баракчаларын түзүңүзэлектрдик үчүн жооптууөткөрүү жана жылуулукТуруктуулук.
• Түшүнүү маанилүүdelocalized π-Бондбарактардын ортосундамаалыматтуу сатып алуу чечимдерин кабыл алуу.