碳材料科学课件

1、学习碳材料科学Science of Carbon Materials，1，交流PPT，研究方向碳纳米材料、替代能源材料和介孔碳材料的研究目标主要是学习先进碳材料的研究合成、形成反应历程、结构修订、性能和应用、2、交流PPT。 碳纳米材料及纳米复合材料1、碳包复纳米金属晶体的形成及转化金属粒子及金属合十礼层2、碳纳米洋葱(实心及中空) 3、碳纳米管、格拉夫烯及其树脂系复合材料4、介孔碳素材料(规则、瓦斯气体凝胶)在主要研究方向新型能量碳材料1， Li电池负极材料碳材料的设定修订碳基材(天然黑金属铅、树脂碳、碳管、格拉夫等) 2、高输出充放电型锂电池电极材料纳米碳/金属复合材料、3、超级电容电极材

2、料、3交流PPT、 学习hremimagesofcarbonencapsulatedironnannomaterialsfromydheatedat 480英特尔专业技术联盟13.0 wt， hremimagesofcarbonencapsulatedironnanorodsfromydheatedat 480 inthepresenceofferrocenecontentof 40.0 wt.%、20nm， theironfull-filledcarbonnanorubeslength 3360150-250 nm直径336030-40 nmcarbonshell :5-8 nmhighly

3、dispersedssed etworkmeta ledincarbonshells .6、学习交流PPT、orderedmesoporouscarbonsfromthecarbonizationofas-synthesized silica/sucrose/triblockcopolymernan 锂络离子二次电池电极材料、铁锂电池目前广泛用作大哥大、便携式计算机、视频摄像头、通用相机等小型贵重家电设备的电源，已取代航空航天、人造卫星军事通讯设备领域的传统电池。 1、电动汽车用大容量铁锂电池的发展2 .新的高性能电极材料的开发和使用3 .加快聚合物铁锂电池的实用化进程8、学习交流PPT，通过

4、对碳科学的基础理论和多种碳结构、性能和形成反应历程的介绍，使学生掌握碳材料的基本结构、性能、碳形成原理和应用领域，了解碳科学的发展趋势和新型碳材料的课程编号：MSE515学时： 40学分： 2.5，课程概要，第一部分碳的多样性，碳科学的形成，发展和核心问题(4学时)第二部分碳的结构和性质(8学时)基本结晶形式-金刚石，黑金属铅，富勒烯，可汗第三部分有机化合物的碳化途径(16-18学时)一、二液相碳化中间相理论与应用(8学时)三，固相碳化与多相碳化(4学时)第四部分碳的表面化学(4学时)第五部分黑金属铅层间化合物富勒烯与纳米洋葱三，碳纳米管四，碳包纳米金属晶体，课程内容-2，试验： 2学时，10

5、，学习交流PPT，要求： 1，有事请假2， 上课认真听讲3，上课认真做笔记，上课时找相关工具书复习3，不懂的表兄弟一定想办法弄明白。 审查： 1、出勤订正上成绩(权重10% )； 2 .平常工作/报告成绩(权重20 % )； 2、期末试卷考试(权重70% )。 报告题目： We and Carbon，11，学习交流PPT，第一部分绪论，一、碳材料多样性1，碳多样性碳元素体的产生太阳系发生热核反应中“碳氮循环”地球上的碳产生生物科学，硅产生地质学，碳是形成所有生物有机生命体的骨架元素体即大量中间过渡状态，少学习12、交流PPT、碳的起源“big bang”理论，宇宙的巨大能量摇滾乐在150亿年前

6、产生了宇宙大爆炸，宇宙太空充满了高能光，光转化为物质，开始形成各种粒子，膨胀温度下降。 宇宙中：原子碳、分子碳、固体碳和碳化物太阳系： h、He、o、c、Ne地球中：第14位(90%的碳以CaCO3的形式存在，化石燃料的1万倍)碳是地球上所有生物有机体的骨架元素体，自不存在的人类进化以来，各种碳物质和碳材一直被利用。 各种炭材料应用于宇宙航行、航空等工业、医疗、能源、日用品。 c的发展、丰富多彩的世界、14、学习交流PPT、碳纤维布、碳微球、纳米管/树脂复合材料、C/C复合材料、15、学习交流PPT、金属填充富勒烯、16、 学习交流PPT 1996年美国Rice高等院校R F Curl R.

7、E. Smalley富勒烯C60英国Sussex高等院校H. W. Kroto 2000年美国科学家A. J. Heeger A. G. MacDiamid导电性高分子日本科学家H Shirakawa 2010年英国A Geim and K Novoselov格拉夫、18、学习交流PPT、1996、全面发现、robertf.curl Jr.sirharoldw.krotorichah 3 of the prize1/3of the prize1/3oftheprizeusaunitedkingdomusariceuniversityuniversityofsussexriceuniversit

8、yhouston，TX，USA Brighton 2005，19，学习交流PPT，学习交流2000，学习交流2000， “福特发现与发现alanj.heegeralang.macdiarmidhidekishirakawa1/3关于权利1/3关于权利1/3 oftheprizeusaandnewzealandjapanuniversityofcaliforniauniversityofpennsylvaniauniversityoftsukubasantabarbara，ca，USA philadelel 学习交流PPT，Andre Geim， konstantin nook thenovel

9、prizeinphysics 2010 honourstwoscientists.theyhavesucceedinproducing、隔离、identifyingandcharacteriz 学习新型碳材料的发展，1991年学习碳纳米管，1985年学习富勒烯，碳包金属，21世纪学习碳世纪，2004年学习格拉夫，22，交流PPT，二，碳材料的定义，主要是煤、石油或它们的加工，广义上讲，金刚石、黑金属铅、注音字都属于碳材料，这个金刚石和胡萝卜素自然段非常少，结构也单一，没有像黑金属铅那样的许多过渡中间结构(如焦炭、CF、煤、热解炭黑、木炭等)。 狭义上，碳材料一般是指类黑金属铅材料，即主要构成S

10、P2杂化轨道的碳材料，是指从无定形碳到黑金属铅结晶的所有中间结构物质(过渡碳)，它是将有机化合物碳化而成的人造碳。1、定义、23、交流PPT、2、根据新型炭材的使用目的，通过对原料和工艺的变更，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，新型炭材大致分为强度在100MPa以上、模量在10GPa以上的使用时不需要后加工的方法制作的新型炭成型物。 二是以碳为主要构成要素，由树脂、蜂窝混合双打、金属等组成的各种复合材料；三是利用碳结构的特点，由碳、碳化物组成的各种功能材料。 3、“碳”与“碳”的区别学习carbonaselementcarbonasmaterial，24、交流PP

11、T，三、碳材的基本性质，与金属一样具有导电性、导热性。 与陶瓷同样耐热耐腐蚀； 它与有机高分子一样轻量，分子结构多样，而且比模量、比刚度高，振动衰减率小，生物相容性好，还具有折动性和减速中子等性能。 这些个都不在三大固体材料的金属、塞拉混合双打和高分子材料中。 因此，碳及其复合材料被认为是人类所需要的第四类产品材料。25、学习交流PPT，Grapheen CNTs，26、学习交流PPT，碳原子在电子结构上可以形成SPn杂化物，多个原子可以与分子结合，在纳米和微米尺度上以不同的方式和取向层叠凝聚，形成粒子、细孔状， 形成各种碳物质的性质包括地球上的大部分性质，也有完全对立的性质，是最硬的(金刚石

12、)软(黑金属铅)绝缘体(金刚石)半导体(黑金属铅)良导体(热解石墨)绝热体(黑金属铅层间)的良导热体(金刚石、黑金属铅层内、27、交流PP 密封部件、制动部件等电子工业：电极、电波屏蔽、电子部件等电气工业：刷子、集电体、接点等航空宇宙：构造材料、绝热、耐烧结材料等核电源工业：反射材料、屏蔽材料等冶金工业：电极、发热元件、坩埚、模具等化学工业：化工厂、过滤烟嘴等体育器材：俱乐部、球拍， 自行车等，学习28、交流PPT、5、碳材发展史，1、第一代(5千1万年前) 2、第二代(十九世纪)烧结型碳材(人造黑金属铅) 3、第三代(第二次世界大战后) 4，作为燃料和还原剂，铜和制铁元素CuO C Cu C

13、O2 Fe2O3 C Fe CO2， 精炼30，交流PPT、第二代炭材、烧结炭材利用炭的物性(导电、耐热、耐腐蚀、耐摩擦等)，用于炭砖、炼钢、精炼的学习交流PPT、第三代炭材、以碳纤维布(CF )为代表的新型炭材(结构和功能材料)相继出现，是炭材的大发展期学习交流PPT，33，学习交流PPT，第一交流PPT，碳材发展史，人类起源，木炭是热能的来源，铜器时代的碳还原铜，十八世纪初的焦炭是还原剂。炼钢工业、十九世纪的电炉炼钢碳电极工业化，1895年，电极，刷子和电极膏，木炭，焦炭，1907年，活性炭用于环境， 20世纪40-50年代C60碳纳米管格拉夫.金刚石薄膜介碳微气球膨胀石墨碳纤维布复合材料高性能碳纤维布，人类文明时代学习染料和墨水、黑金属铅，20世纪80年代，35，交流PPT，6，碳科学的形成和发展，1， 碳素材料科学的形成初期： 20世纪初物理学科碳化研究在燃料化学(煤化学、石油化学和加工)学科领域发展，20世纪50年代末，高分子领域加强了耐高温聚合物方向的探索，广泛开展了高分子热裂化的研究，36，学习交流PPT，碳材料科学作为独立的学科分支出现在国际学术舞台的时间，目前没有人进行探讨真正国际性的世界炭科学会议是1957年，即美国第3次