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內(nèi)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(xué)反應(yīng)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(dǎo)體硅冶煉中的作用和相關(guān)化學(xué)理論進行了總結(jié)。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(shù)和應(yīng)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(yīng)用的最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)，對于碳材料的未來發(fā)展進行了預(yù)測和展望。本書涉及碳科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容涵蓋廣泛、敘述深入淺出，既是一部通俗易懂的有關(guān)碳科學(xué)技術(shù)的科普圖書，也是一本學(xué)術(shù)性極強的新型碳材料制備、表征及應(yīng)用的理論專業(yè)書，對于從事碳材料相關(guān)的科研工作者、工程技術(shù)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(xué)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(zhì)利用、高端碳材料制備及廢塑料資源化利用技術(shù)開發(fā)研究工作。自1989年入職中國石化石油化工科學(xué)研究院以來，先后承擔(dān)“渣油加工組合技術(shù)”國家攻關(guān)項目、中石化集團公司“十條龍”和重大專項攻關(guān)課題，對劣質(zhì)渣油高效輕質(zhì)化工藝技術(shù)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(shù)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(guān)發(fā)明專利五十余件。

圖書目錄

第1章從化學(xué)元素到固體（001）
1.1地球上的碳（001）
1.2碳化學(xué)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(jié)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(xué)鍵（016）
2.1.1化學(xué)鍵和固體相（017）
2.1.2碳同位素（018）
2.2一種熱力學(xué)方法（018）
2.2.1關(guān)于現(xiàn)象熱力學(xué)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(jié)構(gòu)特征（024）
2.4.3宏觀均質(zhì)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(xué)（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(xué)（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(xué)和碳材料的未來（043）
3.4總結(jié)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(jié)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(zhì)（058）
5.1.3玻璃碳（060）
5.1.4主要的應(yīng)用領(lǐng)域（060）
5.2熱解碳和熱解石墨（062）
5.2.1氣相化學(xué)沉積獲得的熱解碳（Pyc）（062）
5.2.2紋理結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)（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(yīng)用領(lǐng)域（068）
5.4總結(jié)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(yīng)用領(lǐng)域（075）
6.2.1非均相介質(zhì)的提示（075）
6.2.2主要開發(fā)領(lǐng)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(yīng)用（085）
6.4總結(jié)和要點（086）
參考文獻（086）
第7章纖維及復(fù)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(jié)構(gòu)特性及物理性質(zhì)（092）
7.2復(fù)合材料（095）
7.2.1碳纖維-基質(zhì)間界面（095）
7.2.2復(fù)合材料和納米復(fù)合材料的主要類別（096）
7.2.3碳-碳復(fù)合材料的制備（098）
7.2.4碳-碳復(fù)合材料的應(yīng)用（100）
7.3總結(jié)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(xué)性質(zhì)（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(guān)的量子現(xiàn)象（113）
8.3界面的物理化學(xué)性質(zhì)和傳感器（114）
8.3.1表面化學(xué)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(jié)與展望（118）
參考文獻（119）
第9章碳技術(shù)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(zhuǎn)型與循環(huán)經(jīng)濟（127）
9.3結(jié)語（128）
參考文獻（129）