Carbone amorphe

voient également :

par du charbon actif

Le carbone amorphe est une forme allotropique de du carbone qui n'a aucune structure cristalline du . Comme avec tous les matériaux vitreux du , on peut observer un certain ordre à courte portée, mais il n'y a aucun modèle à longue portée des positions atomiques. Le carbone amorphe est souvent abrégé à C. de pour le carbone amorphe général, C. de : H pour le carbone amorphe hydrogéné par , ou au ta-C pour le carbone amorphe tétraédrique (également appelé le carbone diamantaire).

En minéralogie, le carbone amorphe est le nom utilisé pour le charbon , la suie et d'autres composés de carbone qui ne sont ni graphite ni diamant. Dans un sens cristallographique, cependant, ces matériaux ne sont pas vraiment amorphes, mais sont les matériaux polycristallins ou de nanocrystalline du graphite ou du diamant dans une matrice amorphe de carbone.

En minéralogie

Le paragraphe précédent mentionne le " ; compounds" de carbone ; ce qui est erroné ou au moins fallacieux. " ; des composés de carbone devraient être remplacés par le " ; formes impures de l'élément, carbon" ; -- Robert W. Widing, département de la chimie, Université des Illinois chez Chicago

Historiquement, le " de limite ; carbon" amorphe ; a été employé pour décrire les matériaux carbonés trouvés en suie et charbon qui ne pourraient pas être classés par catégorie en tant que le diamant ou graphite. Cependant, ces matériaux ne sont pas vraiment amorphes, mais se composent des cristallites du graphite ou du diamant avec des quantités variables de la possession amorphe de carbone elles ensemble, les rendant les matériaux techniquement polycristallins ou de nanocrystalline. Le carbone commercial contient également habituellement des quantités significatives d'autres éléments, qui peuvent former les impuretés cristallines.

Le charbon et la suie sont tous deux carbone amorphe officieusement appelé. Cependant, tous les deux sont des produits de la pyrolyse , qui ne produit pas le véritable carbone amorphe dans des conditions normales. L'industrie houillère divise le charbon vers le haut en diverses catégories selon la quantité de carbone actuelle dans l'échantillon comparé à la quantité d'impuretés. La catégorie la plus élevée, l'anthracite , est environ 90 pour cent de carbone et 10% d'autres éléments. L'houille grasse est environ 75-90 pour cent de carbone, et le lignite est le nom pour le charbon qui est environ 55 pour cent de carbone.

Toutes les formes pratiques d'hydrogéner carbone-y compris la fumée de cigarette, la fumée du feu en bois, saucisses fumées, la suie de cheminée, charbon extrait tel que le bitume et anthracite-contiennent des grands nombres de goudrons polycycliques de l'hydrocarbure aromatique , et sont donc cancérogènes.

En science moderne

Avec le développement des techniques modernes de dépôt et de croissance de la couche mince dans la dernière moitié du 20ème siècle, tel que la déposition en phase vapeur , le pulvérisent le dépôt , et le dépôt cathodique , il d'arc de est devenu possible de fabriquer les matériaux de carbone véritablement amorphes.

En termes techniques, le véritable carbone amorphe a localisé des électrons de π (par opposition au π aromatique de colle en graphite), et ses liens forment avec les longueurs et les distances qui sont contradictoires avec n'importe quel autre de la forme allotropique du carbone . Il contient également une concentration élevée des liens balançants , qui causent des déviations dans l'espacement interatomique (comme mesuré using diffraction ) plus de 5%, et de la variation apparente dans l'angle en esclavage.

Les propriétés des films amorphes de carbone varient selon les paramètres utilisés pendant le dépôt. Une des manières les plus communes de caractériser le carbone amorphe est par le rapport de PS 2 de aux liens hybridés par 3 de PS de actuels dans le matériel. Le graphite consiste purement en liens hybridés par 2 de PS de , tandis que le diamant consiste purement en liens hybridés par 3 de PS de . Les matériaux qui sont hauts en PS 3 de ont hybridé des liens désigné en tant que carbone amorphe tétraédrique (dû à la forme tétraédrique a formé par les liens hybridés par 3 de PS de ) ou sous le nom du carbone diamantaire (dû à la similitude de beaucoup de propriétés physiques à ceux du diamant).

Expérimentalement, sp2 aux rapports de sp3 peut être déterminé en comparant les intensités relatives de diverses crêtes spectroscopiques (ANGUILLES y compris , XPS , et spectroscopie de Raman de ) à ceux prévues pour le graphite ou le diamant. En travaux théoriques, les sp2 aux rapports sp3 sont souvent obtenus en comptant le nombre d'atomes de carbone avec trois voisins métallisés contre ceux avec quatre voisins métallisés. (Note que ceci se fonde fortement sur décider d'une distance de « coupure » qui détermine si les atomes voisins sont collés ou pas, et donc sont simplement employés comme indication du rapport relatif de sp2-sp3.)

Bien que la caractérisation des matériaux de carbone amorphes par le rapport de sp2-sp3 puisse sembler indiquer une gamme unidimensionnelle des propriétés entre le graphite et le diamant, ce n'est pas le plus certainement le cas. Rechercher est actuellement continu dans des manières de caractériser et examiner la gamme des propriétés offertes par les matériaux de carbone amorphes.

Des matériaux de carbone amorphes peuvent également être stabilisés par les liens balançants-π de terminare avec de l'hydrogène . Ces matériaux s'appellent alors le carbone amorphe hydrogéné par .

Voir également

Carbone vitreux
Carbone diamantaire
Suie

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