ग्लास कार्बनचे अद्वितीय गुणधर्म आणि अनुप्रयोग एक्सप्लोर करा

कार्बन हा निसर्गातील सर्वात सामान्य घटकांपैकी एक आहे, ज्यामध्ये पृथ्वीवर आढळणाऱ्या जवळपास सर्व पदार्थांचे गुणधर्म समाविष्ट आहेत. हे विविध प्रकारचे कडकपणा आणि मऊपणा, इन्सुलेशन-सेमिकंडक्टर-सुपरकंडक्टर वर्तन, उष्णता इन्सुलेशन-सुपरकंडक्टिव्हिटी आणि प्रकाश शोषण-संपूर्ण पारदर्शकता यासारख्या विस्तृत वैशिष्ट्यांचे प्रदर्शन करते. यापैकी, एसपी2 संकरित पदार्थ हे कार्बन सामग्री कुटुंबातील मुख्य सदस्य आहेत, ज्यात ग्रेफाइट, कार्बन नॅनोट्यूब, ग्राफीन, फुलरेन्स आणि आकारहीन ग्लासी कार्बन यांचा समावेश आहे.

ग्रेफाइट आणि ग्लासी कार्बनचे नमुने

मागील साहित्य सुप्रसिद्ध असताना, आज काचेच्या कार्बनवर लक्ष केंद्रित करूया. ग्लासी कार्बन, ज्याला ग्लासी कार्बन किंवा व्हिट्रीयस कार्बन असेही म्हणतात, काच आणि सिरॅमिकचे गुणधर्म एका नॉन-ग्राफिटिक कार्बन सामग्रीमध्ये एकत्र करतात. स्फटिकीय ग्रेफाइटच्या विपरीत, ही एक आकारहीन कार्बन सामग्री आहे जी जवळजवळ 100% sp2-संकरित आहे. अक्रिय वायू वातावरणात फिनोलिक रेजिन्स किंवा फुरफुरिल अल्कोहोल रेजिन्स सारख्या पूर्ववर्ती सेंद्रिय संयुगेच्या उच्च-तापमानाच्या सिंटरिंगद्वारे ग्लासी कार्बनचे संश्लेषण केले जाते. त्याचे काळे दिसणे आणि गुळगुळीत काचेसारख्या पृष्ठभागामुळे त्याला "ग्लॅसी कार्बन" असे नाव मिळाले.

1962 मध्ये शास्त्रज्ञांनी प्रथम संश्लेषण केल्यापासून, काचेच्या कार्बनची रचना आणि गुणधर्मांचा विस्तृतपणे अभ्यास केला गेला आहे आणि कार्बन सामग्रीच्या क्षेत्रात हा चर्चेचा विषय राहिला आहे. ग्लासी कार्बनचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: प्रकार I आणि प्रकार II ग्लासी कार्बन. टाईप I ग्लासी कार्बन 2000°C पेक्षा कमी तापमानात सेंद्रिय पूर्ववर्ती घटकांपासून सिंटर केले जाते आणि त्यात प्रामुख्याने यादृच्छिकपणे ओरिएंटेड कर्ल्ड ग्राफीनचे तुकडे असतात. दुसरीकडे, प्रकार II ग्लासी कार्बन, उच्च तापमानात (~2500°C) sintered आहे आणि एक आकारहीन बहुस्तरीय त्रि-आयामी मॅट्रिक्स बनवतो जो स्वयं-एकत्रित फुलरीन सारखी गोलाकार रचना बनवतो (खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे).

ग्लासी कार्बन स्ट्रक्चर रिप्रेझेंटेशन (डावीकडे) आणि उच्च-रिझोल्यूशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी प्रतिमा (उजवीकडे)

अलीकडील संशोधनात असे आढळून आले आहे की प्रकार II ग्लासी कार्बन प्रकार I पेक्षा जास्त संकुचितता प्रदर्शित करतो, ज्याचे श्रेय त्याच्या स्वत: ची एकत्रित फुलरीन सारखी गोलाकार रचना आहे. थोडासा भौमितिक फरक असूनही, दोन्ही प्रकार I आणि प्रकार II ग्लासी कार्बन मॅट्रिक्स अनिवार्यपणे अव्यवस्थित कर्ल्ड ग्राफीनने बनलेले आहेत.

ग्लासी कार्बनचे अनुप्रयोग

ग्लासी कार्बनमध्ये कमी घनता, उच्च कडकपणा, उच्च शक्ती, वायू आणि द्रवपदार्थांची उच्च अभेद्यता, उच्च थर्मल आणि रासायनिक स्थिरता यासह असंख्य उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, ज्यामुळे ते उत्पादन, रसायनशास्त्र आणि इलेक्ट्रॉनिक्स सारख्या उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर लागू होते.

01 उच्च-तापमान अनुप्रयोग

काचेचा कार्बन अक्रिय वायू किंवा व्हॅक्यूम वातावरणात उच्च तापमानाचा प्रतिकार दर्शवतो, 3000°C पर्यंत तापमान सहन करतो. इतर सिरेमिक आणि धातूच्या उच्च-तापमान सामग्रीच्या विपरीत, काचेच्या कार्बनची ताकद तापमानासह वाढते आणि ठिसूळ न होता 2700K पर्यंत पोहोचू शकते. यात कमी वस्तुमान, कमी उष्णता शोषण आणि कमी थर्मल विस्तार देखील आहे, ज्यामुळे ते थर्मोकूपल संरक्षण ट्यूब, लोडिंग सिस्टम आणि भट्टीच्या घटकांसह विविध उच्च-तापमान अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनते.

02 रासायनिक अनुप्रयोग

त्याच्या उच्च गंज प्रतिकारामुळे, काचेच्या कार्बनचा रासायनिक विश्लेषणामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो. ग्लासी कार्बनपासून बनवलेली उपकरणे प्लॅटिनम, सोने, इतर गंज-प्रतिरोधक धातू, विशेष सिरॅमिक्स किंवा फ्लोरोप्लास्टिक्सपासून बनवलेल्या पारंपारिक प्रयोगशाळा उपकरणांपेक्षा फायदे देतात. या फायद्यांमध्ये सर्व ओले विघटन करणाऱ्या घटकांना प्रतिकार, स्मृती प्रभाव नसणे (घटकांचे अनियंत्रित शोषण आणि शोषण), विश्लेषण केलेल्या नमुन्यांची दूषितता, ऍसिड आणि अल्कधर्मी वितळण्यास प्रतिकार आणि छिद्र नसलेली काचेची पृष्ठभाग यांचा समावेश होतो.

03 दंत तंत्रज्ञान

मौल्यवान धातू आणि टायटॅनियम मिश्र धातु वितळण्यासाठी काचेच्या कार्बन क्रूसिबल्सचा वापर दंत तंत्रज्ञानामध्ये केला जातो. ते उच्च थर्मल चालकता, ग्रेफाइट क्रूसिबलच्या तुलनेत जास्त आयुष्य, वितळलेल्या मौल्यवान धातूंना चिकटून राहणे, थर्मल शॉक प्रतिरोधकता, सर्व मौल्यवान धातू आणि टायटॅनियम मिश्र धातुंना लागू करणे, इंडक्शन कास्टिंग सेंट्रीफ्यूजमध्ये वापर, वितळलेल्या धातूंवर संरक्षणात्मक वातावरण तयार करणे यासारखे फायदे देतात. आणि फ्लक्सची गरज दूर करणे.

ग्लासी कार्बन क्रूसिबल्सचा वापर गरम आणि वितळण्याची वेळ कमी करतो आणि वितळण्याच्या युनिटच्या गरम कॉइलला पारंपारिक सिरॅमिक कंटेनरपेक्षा कमी तापमानात काम करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे प्रत्येक कास्टिंगसाठी लागणारा वेळ कमी होतो आणि क्रूसिबलचे आयुष्य वाढवते. शिवाय, त्याची न ओलेपणामुळे सामग्रीच्या नुकसानाची चिंता दूर होते.

04 सेमीकंडक्टर ऍप्लिकेशन्स

उच्च शुद्धता, अपवादात्मक गंज प्रतिरोधकता, कण निर्मितीची अनुपस्थिती, चालकता आणि चांगल्या यांत्रिक गुणधर्मांसह काचयुक्त कार्बन अर्धसंवाहक उत्पादनासाठी एक आदर्श सामग्री आहे. काचेच्या कार्बनपासून बनवलेल्या क्रूसिबल्स आणि बोट्सचा वापर ब्रिजमन किंवा झोक्राल्स्की पद्धती वापरून अर्धसंवाहक घटकांच्या झोन वितळण्यासाठी, गॅलियम आर्सेनाइडचे संश्लेषण आणि एकल क्रिस्टल वाढीसाठी केला जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, ग्लासी कार्बन आयन इम्प्लांटेशन सिस्टम आणि प्लाझ्मा एचिंग सिस्टममधील इलेक्ट्रोड्समध्ये घटक म्हणून काम करू शकते. त्याची उच्च एक्स-रे पारदर्शकता क्ष-किरण मास्क सब्सट्रेट्ससाठी ग्लासी कार्बन चिप्स देखील योग्य बनवते.

शेवटी, ग्लासी कार्बन अपवादात्मक गुणधर्म प्रदान करतो ज्यात उच्च तापमान प्रतिरोधकता, रासायनिक जडत्व आणि उत्कृष्ट यांत्रिक कार्यक्षमतेचा समावेश आहे, ज्यामुळे ते विविध उद्योगांमध्ये विस्तृत अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनते.

सानुकूल ग्लास कार्बन उत्पादनांसाठी सेमिसेराशी संपर्क साधा.
ईमेल:sales05@semi-cera.com