碳材料的应用前景

　　碳材料的应用前景 碳是自然界中最常见的元素之一，而碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质，如最硬-最软、绝缘体-半导体-超导体、绝热-超导热、吸光-全透光等，21世纪被称为是“超碳时代”。

　　碳/碳复合材料是可以在高于1650℃条件下应用的少数材料之一，是高技术领域重点研究材料。随着现代科技的发展，其制造效率不断提升，促进了碳/碳复合材料技术向更多应用领域的转移与辐射，使其成为新一代超高温材料的热点。

　　碳/碳复合材料不仅保留了纤维增强材料优异的力学性能和灵活的结构可设计性，还兼有低密度、低的热膨胀系数、高导热导电性、优异的耐热冲击、耐烧蚀及耐摩擦性等优点，而且力学性能随温度升高不降反升，使其成为航空航天、汽车、医学等领域理想的结构材料。

　　碳材料应用： 机械工业：轴承、密封元件、制动元件等; 电子工业：电极、电波屏蔽、电子元件等; 电器工业：电刷、集电体、触点等; 航空航天:结构材料，绝热、耐烧蚀材料等; 核能工业：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：化工设备、过滤器等; 体育器材：球杆、球拍、自行车等。 几种重要的碳材料物质

　　1、富勒烯。以C60为代表的富勒烯是空心球形构型，C60是由12个正五边形和20个正六边形组成的三十二面。

　　2、碳纤维。碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，其中含碳量高于99%的称为石墨纤维，碳纤维具有密度小、质量轻、强度(比钢大4-5倍)、弹性模量高等特性。

　　3、碳纳米管。碳纳米管是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米级，管子两端基上都封口)的一维量子材料，可看作是由片层结构的石墨卷成的无缝中空的纳米级同轴圆柱体，两端由富勒烯半球封成，碳纳米管被称为是21世纪最有前途的一维纳米材料。

　　4、石墨/石墨烯。石墨具有层状晶体结构，在晶体中碳原子之间以σ键连接在一起，在同一层上还有一个大π键。一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的形状，无限多的六边形组成了一层。

　　5、金刚石。金刚石是最为坚硬的一种碳结构，碳原子以晶体结构的形式排列，每一个碳原子与另外4个碳原子紧密键合，最终形成了一种硬度大、活性差的固体。

　　6、碳气凝胶。碳气凝胶是一种具有三维纳米网络结构的轻质多孔碳材料，具有比表面积高、密度低、孔隙率高、孔径分布可调和导电性良好等特性。