新型碳材料

新型碳材料
一、前言
1、炭材料的结构多样性
2、炭材料的功能多样性
3、新型炭材料与传统炭材料
4、炭材料在学术研究和工业界的重要性

二、各种炭材料的认识与讨论
1、示范课：各种炭材料样品认识
2、讨论课：生活中的炭材料举例

三、有关碳材料的基础知识
1、碳的原子结合方式及其同素异形体
碳的原子结构，SP杂化方式，3种同素异形体
2、碳化和石墨化
原料，碳化反应，石墨化，中间相
3、碳材料的性能
物理，机械，化学和表面性能
4、表征方法
XRD/SAXRD, SEM/TEM, AFM/STEM, EDS, RAMAN，MOESSBAUER，TG－DTA，比表面积测定，化学分析，光学显微分析，光谱学分析

四、碳石墨原料的制备
1、天然石墨的加工
种类及资源分布，鳞片，微晶和块状石墨，开采与提纯
2、人造石墨的制备
高取向热解石墨（HOPG），核石墨，各向同性高密石墨，玻璃碳

五、石墨层间化合物
1、概念与分类
GIC概念，各类GIC、阶结构及层间距
2、合成方法
化学氧化法，电化学法，光化学法，双室气相法，熔盐法，其它
3、结构，性能和应用
层间和面内结构，电学，电池电极，催化和气体贮藏等性能，屏蔽等应用

六、膨胀石墨
1、膨胀石墨的显微结构及其吸附性能
制备工艺，结构特点，吸附性能
2、柔性石墨的制造工艺
可膨胀石墨和柔性石墨的制造工艺
3、柔性石墨的性能及其应用
柔性石墨的机械，物理、化学和机械性能，各种应用举例

七、碳纤维及其复合材料
1、碳纤维的种类及其性能
PAN基，沥青基，粘胶基，气相生长系
2、碳纤维的制造工艺
PAN基，沥青基，粘胶基，气相生长系
3、碳纤维增强复合材料
长切，短切和无纺布增强碳，混凝土，金属，陶瓷和聚合物基复合材料
4、应用
土木建筑，飞机，汽车，体育用品等

八、多孔碳材料
1、分类及特点
粉末，颗粒，纤维状，结构和性能特点
2、制造工艺
原料选择，碳化和活化工艺
3、应用
吸附，空气和水净化，催化剂载体，分子筛等

九、富勒烯和纳米碳管
1、C60和纳米碳管的发现及意义
2、结构特点
3、制备方法
4、性能及其应用前景

十、储能用炭材料
1、气体存储用炭材料
2、电池用炭材料

十一、期末同学报告

参考教材：
1. Carbon Materials for Advanced Technology, Edited by Timothy D. Burchell, Pergamon, 1999。 (可以在教材发行中心购买,带学生证每本32元)
2. 新•炭素材料入门,日本炭素材料学会编写,中国金属学会炭素材料专业委员会编译,1999年。(可以向康飞宇老师借阅)
3. New Carbons – Control of Structure and Functions, Michio Inagaki, Elsevier, 2000.
4. 完美的对称 － 富勒烯的意外发现，李涛译，上海科技教育出版社，1999年。
5. Carbon Nanotubes – Preparation and Properties, Edited by Thomas W. Ebbesen, CRC, 1997.


考试方式：平时听课和讨论30分；期末写报告70分(口头30分，书面40分)。
报告要求：自选一个新型炭材料的题目，写一篇5000字左右的综述性论文，需参考5－7篇文献（至少有3篇外文文献），最后报告每人20分钟，讨论10分钟。
康飞宇Email: fykang@tsinghua.edu.cn
Tel：62794636（O）