玻璃碳是在惰性氣氛中，將糠醇樹脂或酚醛樹脂逐步加熱到1200℃以上碳化形成的一種新型碳，因其外形像玻璃一樣光亮，故稱玻璃碳，簡稱玻碳。
基本介紹
- 中文名：玻璃碳
- 外文名：glassy carbon
- 領域：化工材料
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簡介
玻璃碳是一種完全由sp2雜化原子組成的非晶碳，具有類石墨或者類富勒烯結構，具有良好的導電性、高的熱穩定性、極端化學惰性、高的孔隙率，以及不透水、不透氣性。
玻璃碳具有氣密性和導電性好、熱脹係數小、質地堅硬和易於拋光成鏡面、化學惰性、具有較高的氫超電位等特點，因此適用於做電化學和電分析用的工作電極材料。
製備
玻璃碳是一種由碳原子構成的非晶態碳材料，具有許多優異的物理及化學性能，如耐高溫、耐腐蝕、抗滲透等。製備玻璃碳的主要原料為富碳聚合物，如酚醛樹脂、糠醇樹脂等。這些聚合物在受熱後經複雜的降解而製得玻璃碳。
特點
玻璃狀碳的特點是高硬度和不透氣性，其基本結構是微晶尺寸極小的亂層結構，微細組織為非取向。玻璃碳的連線埠形貌和結構特徵類似玻璃，與玻璃兼有不透氣性、低比表面積和各項同性等特性。不同的是，玻璃碳不透明而呈黑色。
玻璃碳具有炭素材料共同的特性，如高耐熱性、導電性、耐腐蝕性及高導熱係數等。但也不像一般炭素材料一接觸就粘上黑色碳粉，可以進行鏡面拋光。玻璃碳的耐氧化性能比其他炭素材料高，例如，在幾乎不受濃硫酸和濃硝酸的侵蝕，在空氣中的氧化失重也低。
此外，玻璃碳還具有較高強度、硬度及彈性模量，能用於製造高速打字機字輪和製作唱片。
相關研究
玻璃碳電極
玻璃碳電極是一種用玻璃碳製作的電極。電極的形式有棒狀、圓盤、旋轉圓盤、旋轉環盤電極等。玻璃碳電極適用的電位範圍較寬，既可以在負電位區研究無機物，也可以研究多在正電位區發生的有機物的氧化還原反應。用它作基體，還可以製備汞膜玻碳電極和化學修飾電極。電極在使用前要進行表面拋光、化學處理和電化學處理。
改性酚醛樹脂碳化製備玻璃碳的研究
玻璃碳是七十年代初開發出來的一種新型碳材料，其突出性能表現在不透性，高耐化學腐蝕性，良好的導熱性，耐摩擦性，純度高，無沾染和良好的生物相容性，因而越來越多地套用於電化學分析、半導體工業、冶金工業、化學工業及醫學研究等領域。
高分子預聚物，包括酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚醯亞胺等除了浸漬碳素製品，增強增密 C/C 複合材料外，樹脂本體可經低溫固化成型後，再在無氧介質中進行 1000℃～3000℃左右的碳化處理，得到玻璃碳。
有學者探索以一新型改性酚醛樹脂為原料製備玻璃碳的工藝。研究了固化、碳化工藝條件與產品性能的關係。所用改性酚醛樹脂具有室溫下粘度低，高溫固化時小分子易逸出；快速升溫固化、碳化後得到的產品氣孔較少等特點。
