非晶質炭素の種類、性質および用途

の アモルファスカーボン それは分子欠陥と不規則性に満ちた構造を持つすべての同素炭素です。同素体という用語は、炭素原子などの単一の化学元素が異なる分子構造を形成するという事実を意味します。この場合のように、いくつかの結晶、および他のものは、非晶質.

非晶質炭素は、ダイヤモンドとグラファイトを特徴付ける長距離結晶構造を欠いています。これは、互いに非常に近いソリッドの領域を視覚化しても、構造パターンはわずかに一定のままであることを意味します。そしてそれらが離れているとき、それらの違いは明白になります.

非晶質炭素の特性または物理的および化学的性質もまたグラファイトおよびダイヤモンドのものとは異なる。例えば、木の燃焼の産物である有名な木炭があります（上の画像）。これは潤滑剤ではありません、そしてそれはまた光沢がありません.

天然には数種類の非晶質炭素があり、これらの種類も合成的に得ることができます。カーボンブラック、活性炭、煤および木炭は、無定形炭素の種々の形態の中にある。.

アモルファスカーボンは、繊維産業や衛生産業だけでなく、発電産業のレベルでも重要な用途があります。.

索引

• 1種類のアモルファスカーボン
  • 1.1その起源によると
  • 1.2構造
  • 1.3構成
• 2プロパティ
• 3つの用途
  • 3.1石炭
  • 3.2活性炭
  • 3.3カーボンブラック
  • 3.4アモルファスカーボン膜
• 4参考文献

アモルファスカーボン

それらを分類するためのいくつかの基準、例えばそれらの由来、構成および構造がある。後者はsp混成と炭素間の関係に依存する² そしてsp³;つまり、それぞれ平面または四面体を定義するものです。したがって、これらの固体の無機（鉱物）マトリックスは非常に複雑になる可能性があります。.

その起源によると

それは有機化合物の酸化および分解の形の生成物であるので、天然起源の無定形炭素がある。この種の炭素の中には、煤煙、炭素および炭化物から誘導された炭素がある。.

合成非晶質炭素は、陰極アーク堆積法および陰極スパッタリング法によって製造される。合成的には、ダイヤモンドアモルファスカーボンまたはアモルファスカーボンフィルムも製造されています。.

構造

また、非晶質炭素は、spの割合に応じて3つの大きなタイプに分類できます。² またはsp³ プレゼント。非晶質炭素は、いわゆる元素状非晶質炭素（ａ － Ｃ）、水素化非晶質炭素（ａ － Ｃ：Ｈ）、および四面体型非晶質炭素（ｔａ － Ｃ）に属する。.

元素アモルファスカーボン

しばしばaCまたはa-Cと略され、活性炭およびカーボンブラックを含む。このグループの品種は動植物の物質の不完全燃焼によって得られます。つまり、化学量論的に不足した酸素で燃焼します。.

彼らはspリンクの割合が高い² その分子構造または組織において。それらは、空間内の方向が異なる一連のグループ化された平面として想像することができます。これは、全体に不均一性を確立する四面体炭素の積です。.

それらから、ナノコンポジットは電子応用と材料開発で合成されました.

アモルファス水素化炭素

aC：HまたはHACと略されます。その中には、すす、煙、瀝青として抽出された石炭、そしてアスファルトがあります。煤煙は、都市や町に隣接する山の中で火災が発生したときに容易に区別できます。そこでは、黒い色の壊れやすい黒い葉の形でそれを引きずる空気の流れの中で観察されます.

その名前が示唆するように、それは水素を含むが、炭素原子に共有結合し、そして分子型のものではない（H₂）つまり、C-Hリンクがあります。水素がこれらの結合の1つから放出されると、不対電子を持つ軌道が存在します。これらの不対電子のうちの2つが互いに非常に接近している場合、それらは相互作用していわゆるダングリングボンド（英語ではダングリングボンド）を引き起こします。.

このタイプの水素化非晶質炭素フィルムまたはより低い硬度のコーティングは、ｔａ − Ｃで作られたものよりも得られる。.

四面体アモルファスカーボン

ta-Cと略され、ダイヤモンドと同様にカーボンとも呼ばれます。 spハイブリッドリンクの割合が高い³.

この分類には、アモルファス四面体構造を有するアモルファスカーボンのフィルムまたはコーティングが属する。それらは水素を欠き、高い硬度を有し、そしてそれらの物理的性質の多くはダイヤモンドのそれらと類似している。.

分子的には、それは長距離構造パターンを持たない四面体炭素からなる。ダイヤモンドの場合は、結晶のさまざまな領域で順序が一定に保たれます。 ta-Cは、結晶に特定の秩序または特徴的なパターンを提示することがありますが、短距離のみです。.

構成

石炭は、硫黄、水素、窒素、酸素などの他の元素を含む黒い岩の層として構成されています。ここから、石炭、泥炭、無煙炭、褐炭などの非晶質炭素が発生します。無煙炭は、最高の炭素組成を持つものすべてです.

プロパティ

真の非晶質炭素は、原子間間隔のずれおよび結合角の変動を伴って位置するπ結合を有する。それはspハイブリッドリンクを持っています² そしてsp³ その関係は、アモルファスカーボンの種類によって異なります.

その物理的および化学的性質は、その分子組織とそのミクロ構造に関連しています.

一般に、安定性が高く、機械的硬度が高い、耐熱性、耐摩耗性があるという特性を有する。さらに、高い光学的透明性、低い摩擦係数、および様々な腐食剤に対する耐性を有することを特徴とする。.

無定形炭素は、他の特性の中でも、照射の影響を受けやすく、高い電気化学的安定性および電気伝導性を有する。.

用途

異なる種類の非晶質炭素のそれぞれは、それ自身の特性または特性、および非常に特定の用途を有する。.

石炭

石炭は化石燃料なので、発電にも使われる重要なエネルギー源です。石炭鉱業の環境への影響と発電所でのその使用は今日多く議論されています.

活性炭

飲料水中の汚染物質の選択的吸収または濾過プロセス、変色溶液を実行することは有用であり、硫黄ガスを吸収することさえ可能である。.

カーボンブラック

カーボンブラックは、顔料、印刷インキ、およびさまざまな塗料の製造に広く使用されています。このカーボンは一般にゴムで作られた製品の強度と耐性を向上させます.

タイヤまたはタイヤのフィラーが耐摩耗性を高め、日光による劣化から材料を保護します。.

アモルファスカーボン膜

様々なフラットスクリーンおよびマイクロ電子デバイスにおける非晶質炭素フィルムまたはコーティングの技術的使用が増えている。 spリンクの割合² そしてsp³ 非晶質炭素膜に密度と硬度を変えた光学的および機械的性質を持たせる.

また、それらは反射防止コーティング、放射線防護用コーティング、その他の用途にも使用されています。.

参考文献

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