Стеклоуглерод вызывает повышенный интерес ученых. У твердого, но легкого и экономичного материала с микроструктурами углерода в составе многообещающие перспективы, но потенциал его до конца не раскрыт. Возможности изотропного вещества с целью расширения отраслей его применения изучают ученые многих серьезных организаций: Уральского НИИ композиционных материалов, Московского Авиационного института, Сибирского отделения РАН, Обнинского НПП «Технология».
Что такое стеклоуглерод
Стекловидный углерод – твердый продукт карбонизации термореактивных отвержденных смол. Это аллотропная (склонная к трансформации) форма углерода. Наряду со стеклоуглеродом, к таким формам относятся карбин, фуллерен, графен.
Впервые материал был получен в 1950 году. История связывает это событие с манчестерской компанией Carborundum и технологом по алмазам Бернардом Редферном. Название продукта указывает на комбинацию свойств. Редферн открыл уникальный материал, сочетающий физико-химические характеристики:
- графита – термостабильность, термостойкость, хорошую электропроводность;
- стекла – устойчивость к коррозии, высокую твердость.
Название «стекловидный углерод» было запатентовано только через 10 лет. Сегодня стеклоуглеродные свойства продолжают исследоваться. В 2011 году в Геофизической лаборатории Карнеги была открыта новая форма материала с изотропной структурой. Его особенность – твердость, не уступающая алмазу.
С видами продукции можно познакомиться на сайте производителя https://doncarb.com/catalog/steklouglerod/
Производство стекловидного углерода
В современной промышленности исходными компонентами для получения вещества выступают новолаки, резольные смолы. Карбонизация проводится в атмосферных или вакуумных печах. Распространенный способ производства – шликерное литье. В зависимости от установленной температуры получают разные марки. СУ-850 изготавливается при температуре 850°C, СУ-2000 и СУ-2500 – соответственно при 2000°C и 2500°C.
Для создания заостренных форм, выступов, других эмитирующих структур на поверхности материала используется лазерная обработка стеклоуглерода. В отличие от электроискрового или термохимического метода лазерный не ограничен в размерах, инертен к воздействию посторонних химических реагентов.
Стеклоуглерод: свойства и особенности
Ученые называют химические и физические характеристики материала уникальными. Этот вариант аморфного углерода бывает высокоплотным и сетчатым с пористостью до 97%. Основные свойства материала:
- Твердость – 7 баллов по шкале Мосса. Поэтому механическая обработка готового изделия невозможна. Формирование контуров происходит на начальном этапе – до карбонизации.
- Газопроницаемость – невероятно низкая. Углеродный материал полностью газонепроницаемый. Этим он выгодно отличается от высокоплотных графитов.
- Устойчивость к температурным перепадам – может подвергаться многократному нагреванию, а последующее быстрое охлаждение не влияет на качество.
- Термостойкость – в вакууме или восстановительной среде выдерживает температуры до +2500°C. На воздухе – до +500°C.
- Химически инертен – не реагирует на щелочи, растворители, кислоты. Коррозийная стойкость такая же, как у платины.
Из-за отсутствия дефектов на поверхности стеклоуглерода его часто сравнивают с неорганическим стеклом.
Применение
Углеродный материал используют для изготовления тиглей – емкостей для нагревания, плавления, обжига. Из него производится лабораторная посуда для химических анализов, получения монокристаллов, фторфосфатных стекол. В вольтамперометрии распространение получили стеклоуглеродные электроды. Из стекловидного углерода иногда изготавливают конструкционные элементы для высокотемпературного оборудования – гайки, болты, уголки, кронштейны. Уже сегодня сетчатые варианты рассматриваются в качестве сырья для изготовления деталей космических аппаратов.
Стеклоуглерод марки СУ-2000 производит «Донкарб Графит». Предприятие оснащено высокотехнологичным оборудованием, что гарантирует качество конечного продукта и минимизирует процент брака. Оформить заказ и рассчитать стоимость можно на сайте.
