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內容簡介

　　本書從碳的利用和科技發(fā)展史入手，介紹了碳在自然生態(tài)界的循環(huán)圈、碳的化學反應及碳固體材料的多態(tài)性，并對碳在傳統(tǒng)制造業(yè)鋁、鋼鐵及半導體硅冶煉中的作用和相關化學理論進行了總結。系統(tǒng)闡述了傳統(tǒng)碳材料如石墨、金剛石、活性炭、炭黑的生產(chǎn)技術和應用，以及新型碳材料如碳纖維、碳納米管、石墨烯等制備、表征、應用的最新科學發(fā)現(xiàn)和應用技術，對于碳材料的未來發(fā)展進行了預測和展望。本書涉及碳科學技術的內容涵蓋廣泛、敘述深入淺出，既是一部通俗易懂的有關碳科學技術的科普圖書，也是一本學術性極強的新型碳材料制備、表征及應用的理論專業(yè)書，對于從事碳材料相關的科研工作者、工程技術人員以及對碳材料感興趣的高等院校師生都能夠有所幫助。

作者簡介

　　申海平，化學工藝博士、正高級工程師，任中國石化集團公司高級專家，主要從事重油高效改質利用、高端碳材料制備及廢塑料資源化利用技術開發(fā)研究工作。自1989年入職中國石化石油化工科學研究院以來，先后承擔“渣油加工組合技術”國家攻關項目、中石化集團公司“十條龍”和重大專項攻關課題，對劣質渣油高效輕質化工藝技術和石油基碳纖維紡絲瀝青生產(chǎn)以及針狀焦等高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)技術進行了深入研究，獲得中石化科技進步一等獎一項，二等獎一項，三等獎七項，申請相關發(fā)明專利五十余件。

圖書目錄

第1章從化學元素到固體（001）
1.1地球上的碳（001）
1.2碳化學簡史（004）
1.2.1第一發(fā)現(xiàn)：火、熱和金屬（006）
1.2.2開采資源的利用（008）
1.2.3分散碳的用途（009）
1.3碳固體簡介（010）
1.3.1自然和人工進化的比較（011）
1.3.2含碳產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展（012）
1.4總結和展望（013）
參考文獻（013）
第2章碳的多態(tài)性（016）
2.1碳原子及其化學鍵（016）
2.1.1化學鍵和固體相（017）
2.1.2碳同位素（018）
2.2一種熱力學方法（018）
2.2.1關于現(xiàn)象熱力學的幾點提示（018）
2.2.2碳的平衡態(tài)相圖（019）
2.3新的分子相（020）
2.4無定形碳（022）

2.4.1主要過程（022）
2.4.2演化與結構特征（024）
2.4.3宏觀均質碳（026）
2.4.4多孔和分散碳（028）
2.5從固體到材料（029）
參考文獻（029）
第3章天然碳：能源和碳化學（031）
3.1一次能源資源（031）
3.1.1能源的不同形式（031）
3.1.2天然碳的燃燒（034）
3.1.3生產(chǎn)水泥（036）
3.1.4氣化和液化過程（037）
3.2碳化學（038）
3.2.1中間產(chǎn)品：煤焦油和瀝青（039）
3.2.2固相原材料：焦炭和人造石墨（040）
3.3煤資源的利用（041）
3.3.1一次能源（041）
3.3.2碳化學和碳材料的未來（043）
3.4總結和要點（043）
參考文獻（044）
第4章碳在冶金行業(yè)中的作用（046）
4.1鋼鐵行業(yè)的起源及演變（046）
4.1.1鑄鐵和鋼的工業(yè)生產(chǎn)（048）
4.1.2鋼鐵行業(yè)中的碳（049）
4.2鋁的生產(chǎn)（050）
4.2.1電解槽（050）
4.2.2制鋁業(yè)中的碳（051）
4.3硅的生產(chǎn)（052）
4.3.1冶金硅的獲?。?52）
4.3.2碳電極（052）
4.4金屬碳化物（053）
4.4.1乙炔的合成（053）
4.4.2碳化物耐火材料（053）
4.5總結和要點（054）
參考文獻（054）
第5章黑瓷和白瓷（056）
5.1石墨和各向同性碳（056）
5.1.1人造石墨的制備（057）
5.1.2一般物理性質（058）
5.1.3玻璃碳（060）
5.1.4主要的應用領域（060）
5.2熱解碳和熱解石墨（062）
5.2.1氣相化學沉積獲得的熱解碳（Pyc）（062）
5.2.2紋理結構及物理性質（063）
5.2.3熱解石墨及類似物（065）
5.3金剛石薄膜（066）
5.3.1薄片工藝（066）
5.3.2性能及應用領域（068）
5.4總結及要點（068）
參考文獻（069）
第6章分散碳及多孔碳（071）
6.1炭黑（071）
6.1.1形成機理及工業(yè)制備（071）
6.1.2分類及性能（073）
6.1.3其他碳微粒（074）
6.2成型及應用領域（075）
6.2.1非均相介質的提示（075）
6.2.2主要開發(fā)領域（077）
6.3多孔碳和吸附碳（079）
6.3.1一般定義（079）
6.3.2活性炭（082）
6.3.3氣體凈化和輸送（083）
6.3.4在液相中應用（085）
6.4總結和要點（086）
參考文獻（086）
第7章纖維及復合材料（089）
7.1碳絲（089）
7.1.1主要系列的歷史概況（089）
7.1.2結構特性及物理性質（092）
7.2復合材料（095）
7.2.1碳纖維-基質間界面（095）
7.2.2復合材料和納米復合材料的主要類別（096）
7.2.3碳-碳復合材料的制備（098）
7.2.4碳-碳復合材料的應用（100）
7.3總結和要點（103）
參考文獻（103）
第8章分子碳和納米碳（105）
8.1合成和生產(chǎn)（105）
8.1.1富勒烯的合成及表征（106）
8.1.2碳納米管的形成及表征（106）
8.1.3石墨烯帶的制備及穩(wěn)定性（108）
8.2傳遞和納米電子學性質（109）
8.2.1單壁碳納米管和石墨烯帶中的電子傳遞（111）
8.2.2分子晶體管和邏輯電路（112）
8.2.3相關的量子現(xiàn)象（113）
8.3界面的物理化學性質和傳感器（114）
8.3.1表面化學功能化（114）
8.3.2富勒烯（114）
8.3.3傳感器、生物傳感器和執(zhí)行器（116）
8.3.4生物相容性的評價（118）
8.4總結與展望（118）
參考文獻（119）
第9章碳技術與創(chuàng)新（121）
9.1碳材料的演變（121）
9.1.1不同時代的碳材料（121）
9.1.2按活動的范圍和目的分類（122）
9.1.3在能源中的作用（124）
9.2社會經(jīng)濟方面（125）
9.2.1經(jīng)濟性評價（125）
9.2.2經(jīng)濟轉型與循環(huán)經(jīng)濟（127）
9.3結語（128）
參考文獻（129）