炭材料科学第一讲.ppt

项目名称：C60的化学和物理若干基本问题研究主要完成人：朱道本、李玉良、严继民、赵忠贤、徐 愉 主要贡献：C60的化学和物理基本问题研究C60的化学和物理基本问题是国际上最关注的交叉科学研究领域。C60具有完美的对称性，反映在其电子能级上具有很高的简并度，这种高度的结构对称性与分子轨道简并度结合起来，使得C60分子具有难得的氧化还原性。围绕着C60分子的电子结构及凝聚态结构和性质与性能的关系，有选择地在可能获得创新性成果的领域开展了研究。提出一些新概念、新方法，形成了自己的研究特色，获得多项在国际上有影响的研究成果。 项目名称：金刚石及新型碳基材料 的成核与生长主要完成人：李述汤 (香港城市大学) 主要贡献：本项目对金刚石在硅衬底上的形核和生长进行了系统深入的研究。主要成就概述如下： 在不同层次上模拟和突出了传统偏压辅助形核技术中离子的功能，解析了离子在金刚石形核中的作用。为此发展了三种离子辅助高质量金刚石形核方法，即：电子回旋共振微波化学气相沉积、双偏压热丝化学气相沉积和直接离子束沉积。 2004年国家技术发明一等奖（共2项，二等奖26项） 1、中南大学黄伯云院士等 高性能炭/炭航空制动材料的制备技术 2、西北工业大学张立同院士等 耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术 2006年国家自然科学奖（共2项一等奖，二等奖27项） 1、碳原子团簇的形成研究 郑兰荪等 厦门大学 2、单壁和双壁碳纳米管的制备和研究 成会明等 中国科学院金属所 3、碳纳米管宏观体的研究 吴德海等 清华大学 The Nobel Prize in Chemistry 2000 “for the discovery and development of conductive polymers” ???????????????????????? ???????????????????????? ???????????????????????? Alan J. Heeger Alan G. MacDiarmid Hideki Shirakawa 1/3 of the prize 1/3 of the prize 1/3 of the prize USA USA and New Zealand Japan University of California University of Pennsylvania University of Tsukuba Santa Barbara, CA, USA Philadelphia, PA, USA Tokyo, Japan  b. 1936 b. 1927 b. 1936 Andre Geim Konstantin Novoselov The Novel Prize in physics 2010 honours two scientists. They have succeed in producing, isolating, identifying and characterizing graphene. 新型炭材料的发展 1991年 碳纳米管 1985年 富勒烯 碳包覆金属 21世纪将是碳世纪 2004年 石墨烯 二、炭材料的定义 是主要以煤、石油或它们的加工产物等(主要为有机物质)作为主要原料经过一系列加工处理过程得到的一种非金属材料，其主要成分是碳。 广义上看：金刚石、石墨、咔宾都属于炭材料，这是一个广义的定义，但由于金刚石和咔宾在自然界存在非常少，结构也单一，不象石墨那样具有众多的过渡态中间结构（如焦炭、CF、煤炭、炭黑、木炭等）。 狭义上看：炭材料一般是指类石墨材料，即以SP2杂化轨道为主构成的炭材料，从无定形炭到石墨晶体的所有中间结构物质（过渡态碳），它是由有机化合物炭化制得的人造炭。 1、定义 2、新型炭材料 根据使用的目的，通过原料和工艺的改变，控制所得材料的功能，开发出新用途的炭及其复合材料。大谷杉郎认为：新型炭材料可大致分为三类， 一是强度在100MPa以上，模量在10GPa以上使用时不必后加工的方法制得的新型炭成型物； 二是以炭为主