新型碳材料

新型碳材料
一、前言
1、炭材料的結構多（duō）樣性
2、炭材料的功能多樣性
3、新（xīn）型炭材料與（yǔ）傳統炭材料
4、炭材（cái）料在學術研究和工業界的重要性

二、各種炭材料的認識與（yǔ）討論
1、示範（fàn）課：各（gè）種炭材料樣品認識
2、討（tǎo）論課：生活中的炭材料舉例

三（sān）、有關碳材料的基礎知識
1、碳的原子結合方式及其同素異形體（tǐ）
碳的原子結構，SP雜化方式，3種同素異形體
2、碳（tàn）化和石（shí）墨化
原料，碳化反應，石（shí）墨化，中（zhōng）間相
3、碳材料的性（xìng）能
物理，機械，化學和表麵（miàn）性能
4、表征方法（fǎ）
XRD/SAXRD, SEM/TEM, AFM/STEM, EDS, RAMAN，MOESSBAUER，TG－DTA，比表麵（miàn）積測定，化學分析，光學顯微分析，光譜學分析

四、碳石墨原料的製備
1、天然石墨的加工
種類及資源分布，鱗片，微晶和塊狀石墨（mò），開采與（yǔ）提純
2、人造石（shí）墨的（de）製備
高取向熱解石墨（HOPG），核石墨，各向同（tóng）性高密石墨，玻璃碳

五、石墨層間化合物
1、概念與分類
GIC概念，各類GIC、階結構及層間距
2、合成方法
化學氧（yǎng）化法，電化學法，光化學法，雙室氣（qì）相法，熔鹽法，其它
3、結構，性能和應用
層間和麵內結構（gòu），電學，電池電極，催化和氣體貯藏等性能，屏（píng）蔽等應用

六、膨（péng）脹石墨
1、膨（péng）脹石（shí）墨的顯（xiǎn）微結構及（jí）其吸附性能
製備工藝，結構特點，吸附性能
2、柔性石墨的製造工藝
可膨脹石墨和柔性石墨的製造工藝
3、柔性石墨（mò）的（de）性能及其應用
柔（róu）性石墨的機械，物理、化學和機械性能，各（gè）種（zhǒng）應用舉例

七、碳纖維及其複（fù）合材料（liào）
1、碳纖維的種類及其性（xìng）能
PAN基，瀝青基，粘膠基，氣（qì）相生長係（xì）
2、碳（tàn）纖（xiān）維的製（zhì）造工藝
PAN基，瀝青基，粘膠基，氣相生長係
3、碳纖維增強複合材料
長切，短切和無紡布（bù）增強碳，混（hún）凝土，金屬，陶瓷和聚合物基複合材料
4、應用
土（tǔ）木建築，飛機，汽（qì）車，體育用品等

八、多孔碳材（cái）料
1、分類（lèi）及特（tè）點
粉末（mò），顆粒（lì），纖（xiān）維狀，結構和性能特點
2、製造工藝（yì）
原料選擇，碳化和活化（huà）工藝
3、應用
吸附，空氣和水淨化，催化劑（jì）載體，分子篩等

九、富勒烯和納米碳（tàn）管（guǎn）
1、C60和納米碳管的發現及意義（yì）
2、結構特點
3、製備（bèi）方法
4、性能及其應用前景

十、儲能用炭材料
1、氣體存儲用炭材料
2、電池用炭材料

十（shí）一、期末同學報告（gào）

參考教材：
1. Carbon Materials for Advanced Technology, Edited by Timothy D. Burchell, Pergamon, 1999。 (可以（yǐ）在教（jiāo）材（cái）發（fā）行中心購買,帶學生（shēng）證（zhèng）每本32元)
2. 新•炭素材料入門（mén）,日本炭素材料學會編寫,中（zhōng）國金屬學會炭素材料專業委員會編譯（yì）,1999年。(可以向康飛宇老師借閱)
3. New Carbons – Control of Structure and Functions, Michio Inagaki, Elsevier, 2000.
4. 完美的對（duì）稱 － 富勒烯的意外發現，李濤（tāo）譯（yì），上海科技（jì）教育出版社，1999年。
5. Carbon Nanotubes – Preparation and Properties, Edited by Thomas W. Ebbesen, CRC, 1997.


考試方式：平時聽課和（hé）討論（lùn）30分；期末寫報告70分(口頭30分，書麵40分（fèn）)。
報告（gào）要求：自選一個新（xīn）型炭材（cái）料的題（tí）目，寫一篇5000字左右的綜述性論文，需參考5－7篇文獻（至少有3篇外（wài）文文獻），最後報告每（měi）人20分鍾，討論10分鍾。
康飛宇Email: fykang@tsinghua.edu.cn
Tel：62794636（O）