碳材料有什么特点

电碳材料及其特性是什么?

答：电碳材料的主要成分是碳。由于结构不同，碳有结晶碳和无定形碳两种类型，结晶碳主要有石墨.无定形碳主要有焦炭、木炭、炭黑等。日常用的煤则是一种不纯的无定形碳。

石墨具有六方晶系的品体结构。它有无数平行的层面叠合而成.每一层面的碳原子分布在正六角平面的顶角上，构成三维空间的有序排列。由于石墨晶体层面之间的距离比层面上碳原子之间的距离大得多.因此.石墨具有明显的各向异性。当有外力作用时.石墨的层面容易发生滑移因此表现为自润滑特性。在高纯石墨晶体中.价带与导带重叠，所以.表现有类金属的高导电能力

无定形碳的碳原子排列是杂乱无章的，不如石墨的层面容易发生滑移，其做轿硬度要比石墨高4~5倍。无定形碳如果经过2 200~2 5000C高温处理.可使杂乱的结构转变为二维空间的有序排列。

碳和石墨具有以下特性:

(1)具有良好的导电导热能力。

〔2)具有优良的耐高温的特性，在无氧的条件下，能工作到3000℃，且在高温下仍有良好的机械强度和耐热冲击特性。

(3〕化学稳定性好，在高温下不与液态金属粘连，仅与强烈氧纤胡燃化剂有作用。

(4)石墨有很好的自润滑特性。

电碳的生产工艺为:首先将碳素基体材料的粉末与胶赫剂混合压型.然后再送人炉内高温烧结，最后形成电碳制品。不同用途有不同品种根据用途电碳品种可分为:

(1)滑动接触的各种电机电刷用的碳滑板和碳滑块等。

(2〕大功率开关、继电器等设备用的各种碳和石墨触头。

(3)弧光照明、碳弧气刨、光谱分析及电弧炉等用的各种碳棒。

(4)电真空器件用的各种高纯石墨电极、隔热和支撑元件。

(5)干电池和电解池用的各种电极。

(6)利用碳的电阻效毁虚应.制成各种电阻片、柱、通信用送话器碳砂、电阻发热元件等。

碳材料十大龙头，你知道吗？

随着 科技 发展的日新月异，生活正在被绿色能源所改变，闪闪发光的光伏面板，高大无比的风力发电，以及充斥在生活各个方面的锂电，全都充满着无限活力，而这些新能源的发展，不论是光伏面板的制作、风力发电叶轮的制作、亦或者锂电池的制作，均离不开一种特有的材料，那就是碳材料。

那么，碳材料是什么呢，它不是我们常见的煤炭，更不是我们烧烤的木炭，它是一系列具有各自结构和特性的由碳原子组成的材料统称，具有来说，包括石墨材料、碳碳复合材料、碳纤维、石墨烯等类型，其中有一种叫金刚石的材料，其实也是一种碳材料，但由于金刚石的特有性质及稀缺性，大家更加习惯叫他金刚石。

讲到这里，碳材料和新能源之间有什么关系呢？其实，碳材料在新能源材料的制作过程中具有举足轻重的作用，下面做一简单介绍！

首先，光伏领域

当今主流的晶硅光伏电池，最主要的基材就是单晶硅片，光伏电池就是通过单敏逗晶硅片表面进行一系列制作才会形成具有发电功能的P-N结，而最主要的单晶硅片，不是生来就具有如此性能，它是经过在高温下，将多晶硅熔化，再进行长程有序的重新结晶才能形成最佳的单晶硅，而在此高温熔化、长晶的过程中，就必要形成能够承受超高温的腔体，就此碳材料来到了最关键的位置，它可以构成这个超高温的腔体（热场保温材料），不仅需要碳碳复合材料（金博、超马），也需要高纯石墨材料（方大），由此才可开始单晶硅的制作，而随着今年光伏的快速成长，光伏领域的碳材料一直处于供不应求的状态，而未来也必将继续保持这种紧缺的状态！

其次，风电领域

随着风力发电向着海面化、大型化的发展，桥猜卖传统玻璃钢叶片已无法满足大型化、轻量化的需求，此时，碳材料又一次来到了风电面前，碳材料凭借强度高、质量轻的优势，成为了风力叶片的不二选择，在当前风轮直径已突破120m的情况下，碳材料可有效降低总体重量的40%左右，有效降低成本15%左右，而且随着碳材料在风叶方面的进一步技术提升，相信碳材料的需求必将进一步提升！

最后，锂电方面

由于锂电池对电池容量、循环周期、以及成本的要求越来越高，碳负极材料由此走向锂电池的 历史 舞台，尤其凭借其导电性优良、结晶度更好、良好的层状结构等优势，是较为理想的负极材料，而随着路上电动 汽车 的不断增长，锂电池用量的不断增加，碳材料正在发挥着越来越大的作用，不远的未来，即使有新的硅碳负极突破，碳材料必将继续扮演锂电池的关键角色！

综上，我们看到，碳材料凭借耐高温、高强度、导电性等优良特性，正在光伏、风电、锂电等新能源领域发挥着越来越重要的作用，而光伏、风电、锂电不论哪一个，未来都是星辰大海，而碳材料作为他们的基础材料，简直就是没有上限，因此，我们需要重点关注碳材料的发展，在这里就当给大家抛砖引玉，大家可自行深入继续研究，毕竟碳材料种类繁多，任何一种都具有广泛的应用市场！

讲到这里，相信对碳材料和新能源有了比较简单的认识，而重点即将到来，对于我们而言，究竟都有哪些碳材料公司值得我们关注呢，请继续往下看：

主要业务：公司主要从事石墨、碳素制品、锂离子电池负极材料、石墨烯及下游产品材料的研发、生产及销售，其中石墨热场、电极制品应用广泛。主要优势：公司是全国最大、全球第三大的石墨电极企业，具有当今世界最先进的大规格电极生产设备，还拥有国内先进的石墨化炉；近两年来，随着新能源 汽车 在国内的销量大幅增长，锂电池材料方面的收入也是突飞猛进。

2.金博股份：单晶热场材料龙头

主要业务：公司主要从事单晶炉碳碳热场系列产品，是公司目前的主要业务收入，其次，公司也布局了氢能业务。

主要优势：技术沉淀深厚、成本领先优势明显，仍然具有较大的成长空间，是一家“专精特新”公司，客户几乎涵盖光伏硅片领域的所有企业！

3.石金 科技 ：高瓴概念

主要业务：公司主要提供石墨材料及相关精密石墨产品、固毡热场、及其他碳基制品；

主要优势：主要为隆基提供相关热场、石墨舟业务。

4.中天火箭（超码）：具有军工背景的碳材料企业

主要业务：公司主要从事兆岩碳碳热场材料、半导体热场材料、飞机刹车盘、固体火箭领域产品的研发、生产及销售。

主要优势：不明，大家可自行查阅！

5.光威复材：碳纤维龙头

主要业务：公司主要从事碳纤维、碳纤维复合材料的研发、生产及销售；

主要优势：拥有碳纤维行业的全产业链布局，产品齐全、军民两用！

6.中简 科技 ：高端碳纤维供应商

主要业务：高性能碳纤维及其相关产品的研发、生产、销售及技术服务。

主要优势：自主研发能力强，自主研发产品打破国外垄断，大合同在手，未来可期。

7.精功 科技 ：碳纤维、传感器、航天概念

主要业务：主要产品有碳纤维成套生产线和碳纤维微波石墨化生产线；碳纤维成套生产线以12K、24K、48K及以上原丝为原料，具备年生产1千吨以上碳纤维生产能力；

主要优势：多领域发展，且均为发展潜力较大的领域！

8.吉林化纤：碳纤维概念

主要业务：从事黏胶长丝的生产与销售

主要优势：公司与精功签署战略合作。

9.吉林碳谷

主要业务：主要从事碳纤维原丝、碳纤维及碳纤维纺织制品的研发、生产及销售。

主要优势：随着民用产品市场迅速开拓，应用领域横向和纵向都得到拓宽，碳纤维原丝产品销售快速放大。

10.恒神股份

主要业务：纤维材料、复合材料及其制品的研发、制造、销售、检测及服务；

主要优势：公司产品齐全、在行业内具有一定的市场地位。

以上，从碳材料与新能源的关系阐述了碳材料的作用与价值，碳材料的发展正在不断深入，如果新能源的发展上升1倍，那碳材料的发展至少3倍，尤其在当下碳材料发展初期，更多的机会等待着我们去挖掘！

仅为个人拙见，供大家学习、参考，不作为投资建议！

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纳米碳材料的简介

近年来，碳纳米技术的研究相当活跃，多种多样的纳米碳结晶、针状、棒状、桶状等层出不穷。2000年德国和美国科学家还制备出由20个碳原子组成的空心笼状分子。根据理论推算，包含20个碳原子仅是由正五边形构成的，C60分子是富勒烯式结构分子中最小的一种，考虑到原于间结合的角度、力度等问题，人们一直认为这类分子很不稳定，难以存在。德、美科学家制出了C60笼状分子为材料学领域解决了一个重要的研究课题。碳纳米材料中纳米碳纤维、纳米碳管等新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性，被广泛地应用于诸多领域。

碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为唯一构成元素的碳素材料具有各式各样的性质，并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的芦搭物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。

表1 碳的化学键合及其形成的化合物和碳相 键合方式共价键离子键 金属键范德华力 分子键合 Sp杂化SP2杂化SP3杂化Sp SP2 SP3

杂化混合 配位数234不定6、8、12平均C－C

距离（mm） 0.1210.133

0.142 0.1540.119

0.124 0.335结合能kj/mol463520典型例有机厅蠢物或无机物乙炔（C2H2）乙炔（C2H4）

苯（C6H6） 金刚烷（C10H16）

环十二烷（C12H18）

（CF）n、SiC、B4C CaC2

Fe3C

Al4C3 分子性层间

化合物

（C8K等） 已确定碳相（聚炔累积烯烃卡宾

（六方晶棱面体晶C60） 石墨（面内）（立方晶、六方晶）

n-金刚石 金刚石

过渡态

（各种碳材料） C60石墨（层间）尚未明确的碳相C2～C20

碳分子 1－石墨

3d－sp2

bct－4

聚苯 6H－金刚石BC－8碳苯

（carbophene）

石墨炔类

（graphynes） Sc 、bcc、 fcc

β- tin hcp 表2 碳素系功能材料的种类 Sic C CN 零维 一维 二维 三维 无定型 物质 3c －Sic

6h －Sic 富勒烯 纳米管

卡宾

碳纤维 石墨

石墨烯 金刚石 无定型碳陪伏拿

金刚石碳 β－C3N4 制备方法 升华再结晶

CVD

LPE

MBE 热CVD法

烧蚀法

放电法 碱化处理

放电法

氟化氢分解法 热CVD法

加热蒸发法

烧蚀法 高压合成法

CVD法 CVD法

PVD法

溅射法

等离子体法 离子束溅法

烧蚀法 形态 单晶

块体

薄膜 单晶

薄膜 分子纤维 分子纤维

微晶

单晶

定向结晶 微晶

单晶

粒状

薄膜 无定型

薄膜

块状

纤维 微晶 特征 高强度

耐环境性 半导体性

催化功能

强磁性

超导性 导电性

高强度

催化功能 导电性

催化功能

插层 高硬度

高热传导性

高耐热性

耐磨蚀性 高硬度

耐腐蚀性

导电性 高硬度（预测） 用途 电力－电子

材料 超润滑材料

非线性光学材料 超轻质材料

超高强材料

能原材料 电极材料

X射线光学材料 超润滑材料

高频材料

电力－电子材料 超润滑材料

电极材料

保护涂层

催化剂载体 科学家们逐渐发现碳素材料在硬度、光学特性、耐热性、耐辐射特性、耐化学药品特性、电绝缘性、导电性、表面与界面特性等方面比其它材料优异，可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的特性，如最硬－最软，绝缘体－半导体－良导体，绝热－良导热，全吸光－全透光等，因此具有广泛的用途，如表2所列。