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蒋文忠 著

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• 石墨
• 炭石墨制品
• 材料科学
• 应用技术
• 工业材料
• 冶金材料
• 耐火材料
• 新能源材料
• 无机非金属材料

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出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502472580

商品编码：25844984368

包装：平装-胶订

出版时间：2017-03-01

图书基本信息
图书名称	炭石墨制品及其应用
作者	蒋文忠
定价	208.00元
出版社	冶金工业出版社
ISBN	9787502472580
出版日期	2017-03-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装-胶订
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

由于炭石墨制品具有很多优良的性能，在工业和民用领域都得到了广泛的应用。《炭石墨制品及其应用》是在参考了大量国内外文献并总结了作者蒋文忠 40多年教学、科研及生产经验的基础上写成的。本书系统地介绍了炭石墨制品在半导体、核反应堆、军工、冶炼、机械工业等领域的应用，力求理论与生产实践相结合，以适应不同知识和技术水平的读者需要。 本书可供生产和使用炭石墨制品的企业技术人员、科研人员参考，也可作为高校冶金、机械、电机、化工、建筑等专业师生的参考书。

作者简介

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文摘

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序言

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《新材料探索：功能性碳基材料的创新与突破》 内容简介 本书深入剖析了当前功能性碳基材料领域的前沿研究进展与未来发展趋势，旨在为材料科学、化学工程、能源科学、环境科学等领域的科研人员、工程师以及对新材料技术充满兴趣的读者提供一份详实且具有前瞻性的参考。书中不涉及“炭石墨制品及其应用”这一具体书名所涵盖的范畴，而是将视野聚焦于更广泛、更新颖的碳基功能材料家族，从基础理论到实际应用，进行多维度的深度解析。 第一部分：碳基材料的结构奥秘与理论基石 本部分首先从原子尺度揭示了碳元素构筑多样化材料的独特性质。我们将追溯碳原子在不同排列组合下形成石墨烯、碳纳米管、富勒烯、类金刚石碳（DLC）等宏观性能迥异的微观结构的根本原因。通过对各种碳基材料晶格结构、电子能带结构、声子谱以及表面性质的详尽分析，阐释其独特的导电性、导热性、机械强度、化学稳定性以及光学、磁学特性等。 石墨烯家族的深度探索： 除了最基础的单层石墨烯，我们将详细介绍双层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）以及各种官能化石墨烯的制备方法、结构表征及其因结构改变而带来的性能演变。例如，单层石墨烯的狄拉克锥结构如何赋予其超高的载流子迁移率，而氧化石墨烯的含氧官能团又如何显著影响其电学和光学性质。 碳纳米管的多样性与控制： 从单壁碳纳米管（SWCNT）到多壁碳纳米管（MWCNT），本书将探讨不同手性、直径和壁数的碳纳米管在结构上的细微差异如何导致其导电性（金属型或半导体型）和力学性能的巨大差异。此外，还将介绍定向生长、手性分离等关键技术，以及碳纳米管的空心结构如何为掺杂和功能化提供可能。 富勒烯及其衍生物的化学与物理特性： C60、C70等笼状分子的独特几何构型和π电子共轭体系，使其在电子传输、催化、医药等领域展现出巨大潜力。本书将详细介绍富勒烯的合成、分离技术，以及通过化学修饰赋予其特定功能（如溶解性、生物相容性）的方法。 类金刚石碳（DLC）的亚稳态与高性能： 作为一种非晶态的碳薄膜，DLC具有硬度高、耐磨损、低摩擦系数、化学惰性等优异性能。我们将深入探讨不同制备工艺（如PECVD、PVD）对DLC薄膜的亚微观结构（sp2/sp3碳比例、氢含量）的影响，以及这些结构特征如何决定其宏观应用性能，特别是在精密机械、光学器件和生物医学领域的应用前景。 新型碳结构材料的展望： 除了上述经典碳材料，本书还将关注近年来兴起的如碳纳米带、碳点、三维石墨烯泡沫、多孔碳材料等新型碳结构。我们将剖析它们独特的微观结构特征，并预测其在催化、吸附、储能等方面的潜在应用。 第二部分：功能性碳基材料的设计、制备与改性 本部分将聚焦于如何通过精密的材料设计与制备技术，实现碳基材料的功能化和性能优化。我们将系统介绍各种主流和新兴的制备技术，并深入探讨化学改性、物理掺杂、复合化等策略如何赋予碳基材料新的功能。 制备技术的创新与演进： 自上而下法： 详细介绍化学气相沉积（CVD）技术在制备高质量石墨烯、碳纳米管方面的原理、工艺参数控制（如温度、气压、催化剂选择）以及面临的挑战（如大面积均匀生长、成本控制）。 自下而上法： 探讨有机合成方法在制备特定结构碳材料（如富勒烯、碳纳米带）方面的优势与局限性，以及电化学剥离、液相剥离等方法在制备氧化石墨烯、石墨烯纳米片方面的应用。 其他新兴制备技术： 介绍如微波辅助合成、水热/溶剂热法、电纺丝法等在制备多孔碳、碳纤维、碳纳米复合材料方面的应用。 化学功能化策略： 共价官能化： 深入解析通过 Diels-Alder 反应、自由基加成、等离子体处理等方式在碳材料表面引入特定官能团（如羧基、羟基、氨基、环氧基）的机理，以及这些官能团如何改变材料的表面能、溶解性、反应活性和吸附性能。 非共价官能化： 探讨π-π堆叠、静电吸附、配位作用等非共价相互作用在修饰碳材料表面的应用，特别是在实现可逆功能化和保持碳骨架完整性方面的优势。 物理掺杂与复合化： 掺杂技术： 详细介绍本征掺杂（如氮掺杂、硼掺杂）和外源掺杂（如金属纳米颗粒、聚合物）如何改变碳材料的电子结构、催化活性、电化学性能。 复合材料的设计： 论述将碳材料与其他材料（如金属氧化物、硫化物、聚合物、二维过渡金属硫化物）复合，形成异质结或多组分协同体系，以实现性能的“1+1>2”的协同效应。例如，石墨烯与金属氧化物的复合在提高锂离子电池正负极材料的导电性和循环稳定性方面的应用。 第三部分：功能性碳基材料在尖端科技领域的广泛应用 本部分将以前沿的视角，展示功能性碳基材料在能源、环境、电子信息、生物医学等多个高科技领域的创新性应用。我们将深入分析每种应用背后的材料科学原理，以及碳基材料如何解决现有技术瓶颈，推动产业升级。 新能源技术： 储能器件： 深入探讨石墨烯、碳纳米管、多孔碳等在超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、金属-空气电池等储能器件中作为电极材料、集流体、导电添加剂的应用。分析它们如何提高能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。 催化与燃料电池： 介绍氮掺杂碳、金属/碳纳米复合材料等作为氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）等关键催化剂在燃料电池、电解水制氢等领域的应用，以及碳材料作为载体如何提高催化剂的稳定性和活性。 太阳能电池： 探讨石墨烯、碳点等在染料敏化太阳能电池（DSSC）、有机太阳能电池（OSC）、钙钛矿太阳能电池中的电子传输层、空穴传输层、界面修饰层等方面的应用。 环境科学与可持续发展： 吸附与分离： 重点介绍多孔碳材料、官能化石墨烯等在吸附水中污染物（如重金属离子、有机染料、酚类化合物）方面的巨大潜力，以及其在气体分离（如CO2捕获）中的应用。 催化净化： 讨论碳基材料作为光催化剂载体或催化剂本身，在环境污染物降解、空气净化方面的作用。 水处理与海水淡化： 介绍碳基膜材料在纳米过滤、反渗透、电渗析等过程中的应用，以及其在提高分离效率、降低能耗方面的优势。 电子信息与传感器技术： 柔性电子器件： 探讨石墨烯、碳纳米管薄膜在柔性显示器、柔性传感器、柔性电子皮肤等领域的应用，以及其高导电性、优异的力学柔韧性如何实现这些器件的性能突破。 高性能传感器： 介绍碳基材料在气体传感器、生物传感器、化学传感器中的应用，分析其高比表面积、易于表面修饰的特性如何提高传感器的灵敏度和选择性。 先进半导体材料： 讨论二维碳材料（如石墨烯、黑磷）在下一代高性能晶体管、集成电路设计中的潜在应用。 生物医学领域： 药物递送系统： 介绍功能化碳纳米管、石墨烯及其衍生物作为药物载体的应用，如何实现药物的靶向递送、控释，以及降低毒副作用。 生物成像与诊断： 探讨荧光碳点、表面修饰的碳纳米管等在生物成像、荧光标记、早期疾病诊断方面的应用。 生物传感器与组织工程： 介绍碳基材料在开发高灵敏度的生物传感器，以及在细胞支架、生物电极等组织工程领域的应用。 其他前沿应用： 复合材料与结构工程： 介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）之外，石墨烯、碳纳米管等在聚合物、陶瓷、金属基复合材料中的应用，以提升材料的力学性能、导电性、阻燃性等。 摩擦学与润滑： 探讨类金刚石碳（DLC）薄膜及其改性在减少机械部件磨损、降低摩擦系数方面的应用。 高性能吸波材料： 介绍碳基材料及其复合材料在电磁屏蔽、雷达吸波等领域的应用。 第四部分：功能性碳基材料的挑战、机遇与未来展望 本部分将对当前功能性碳基材料领域面临的关键挑战进行深入剖析，并对未来的研究方向和应用前景进行展望。 面临的挑战： 规模化、低成本制备： 如何实现高质量、大面积、低成本的碳基材料制备仍然是产业化的重要瓶颈。 性能调控与均一性： 如何精确调控碳材料的结构与性能，并保证不同批次产品之间的均一性，是应用成功的关键。 环境安全性与可持续性： 深入研究碳基材料在生命周期内的环境影响，开发绿色制备和回收技术。 标准化与应用落地： 建立完善的行业标准，推动研究成果向实际产品转化。 未来的机遇与发展方向： 多功能集成化： 致力于开发具有多种功能（如储能+催化、传感+响应）的集成化碳基材料。 智能化设计与制造： 利用人工智能、大数据等技术，加速碳基材料的设计、筛选和制备工艺优化。 跨学科交叉融合： 加强材料科学、化学、物理、工程、生命科学等领域的交叉合作，拓展碳基材料的应用边界。 生物启发与仿生设计： 从自然界汲取灵感，设计结构更复杂、功能更强大的碳基材料。 能源与环境协同发展： 聚焦于解决全球性能源危机和环境污染问题，发挥碳基材料的核心作用。 本书力求通过详实的数据、前沿的理论、典型的案例分析，为读者勾勒出一幅功能性碳基材料的宏伟画卷，激发创新灵感，共同推动这一颠覆性材料技术的发展，为人类社会的进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的材料化学专业的学生，一直在寻找能够系统性地梳理炭石墨材料知识的书籍。在同学的推荐下，我接触到了《炭石墨制品及其应用》这本著作。这本书以其严谨的学术态度和前瞻性的研究视野，给我留下了深刻的印象。我特别欣赏作者在理论深度上的挖掘，对炭石墨材料的微观结构、晶格特性、缺陷分布等进行了详尽的阐述，并结合量子力学和固态物理的原理进行了深入的分析。这对于我理解材料的宏观性能与微观结构之间的关系至关重要。同时，书中对各种炭石墨制品的制备方法，如化学气相沉积（CVD）、机械剥离法、液相剥离法等，都进行了详细的介绍和对比，分析了不同方法的优缺点以及适用范围，这为我今后的实验研究提供了宝贵的参考。在应用方面，作者不仅列举了传统领域的应用，如电极材料、耐火材料，还重点介绍了近年来在新能源、生物医药、信息技术等新兴领域的突破性进展，并对未来的发展趋势进行了展望。这本书无疑为我构建了扎实的理论基础，并激发了我对炭石墨材料深入研究的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我最近在考虑给家里的厨房做一次升级改造，一直对一些新型的厨具材料很感兴趣，所以就顺手搜罗了一些相关书籍，这本《炭石墨制品及其应用》就是其中之一。尽管书名听起来偏向于技术性，但出于好奇，我还是尝试阅读了一下。出乎意料的是，这本书的内容竟然比我想象的要丰富和实用得多。我尤其关注其中关于炭石墨制品在家居应用方面的章节，比如它如何被用于制作高性能的锅具，不仅导热均匀，而且耐高温、易清洁。书中还提到了炭石墨材料在空气净化器中的应用，通过其独特的吸附性能，能够有效去除空气中的有害物质，这一点对我非常吸引，因为家里有老人和小孩，空气质量很重要。此外，我还看到了炭石墨材料在卫浴设备中的潜力，比如耐腐蚀、抗菌的特点，让我想象着未来可能会出现更加健康、环保的卫浴产品。虽然书中涉及一些专业术语，但我感觉作者在写作时尽量用通俗易懂的语言进行解释，还配有很多精美的图片和图表，使得整个阅读过程不会显得过于晦涩。这本书让我对炭石墨制品有了全新的认识，它不仅仅是工业领域的材料，在我们的日常生活中也扮演着越来越重要的角色，为提升生活品质提供了无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这次偶然间翻阅到一本关于“炭石墨制品及其应用”的书，虽然书名听起来有些枯燥，但实际阅读下来，却给了我不少惊喜。我本身是做材料方面的研究，一直对新型材料的性能和发展趋势很感兴趣，所以这本书自然引起了我的注意。在翻开之前，我并没有抱有太高的期待，想着可能就是一些基础的理论知识和陈旧的实验数据。然而，事实证明我的想法过于片面了。作者在内容的组织上非常巧妙，并没有一开始就深入到复杂的化学方程式和物理模型中，而是从炭石墨制品的基本概念、发展历史娓娓道来，很容易就能让人理解。我特别喜欢其中关于石墨烯的章节，虽然我对石墨烯并不陌生，但书中对石墨烯的制备方法、结构特点以及与传统石墨的差异做了非常细致的对比分析，让我对石墨烯有了更深层次的认识。而且，作者并没有停留在理论层面，而是花了大量的篇幅去介绍炭石墨制品在各个领域的实际应用，从航空航天的高温材料，到电子产品中的导电材料，再到生物医药领域的应用，都进行了详细的阐述，并且列举了许多具体的案例和产品。这对于我这样的研究者来说，非常有启发性，能够帮助我开阔思路，找到新的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程设计专业的学生，我一直在寻找能够拓宽我知识视野、提升设计能力的专业书籍。偶然间接触到了《炭石墨制品及其应用》这本书，我抱着学习新材料特性、了解其设计局限性的目的开始阅读。令我惊喜的是，这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。作者不仅仅是简单地罗列了炭石墨材料的物理化学性质，而是深入分析了不同类型炭石墨制品在不同应用场景下的性能表现，例如，在高温结构件设计中，如何选择合适的炭石墨材料以满足强度、导热性和耐氧化性等要求；在电子元器件设计中，如何利用其优异的导电性和散热性来优化产品性能。我特别欣赏书中对设计考量的阐述，比如在考虑使用炭石墨材料时，需要注意哪些加工工艺的限制，以及如何与传统的金属或其他非金属材料进行有效结合。书中还列举了大量实际工程案例，从航空发动机的耐高温部件，到高性能汽车的刹车盘，再到深海探测器的结构材料，这些案例都让我对炭石墨材料的应用潜力有了更直观的认识。这本书为我提供了一个全新的视角来思考工程设计问题，让我更加理解材料选择对最终产品性能的重要性。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对科学发展趋势非常感兴趣的普通读者，平时喜欢阅读一些科普性质的书籍，希望能了解一些前沿科技的进展。最近，我偶然看到一本叫做《炭石墨制品及其应用》的书，虽然书名听起来很专业，但我还是被它所描述的“炭石墨”这个概念吸引了。在阅读过程中，我发现这本书的内容并没有想象中那么难以理解，作者用一种非常生动有趣的方式，将炭石墨这种材料的奇妙世界展现在我面前。我最喜欢的部分是关于炭石墨材料如何改变我们生活的章节。比如，书中提到炭石墨材料可以被用来制造更轻便、更坚固的运动器材，让运动员有更好的表现；也可以用来制造更高效的能源储存设备，例如电池，从而加速新能源汽车的普及。还有关于炭石墨材料在医疗健康领域的应用，比如用于制造更精密的医疗器械，或者作为药物载体。这些内容让我感到非常震撼，原来我们生活中随处可见的科技进步，背后都有着这样神奇的材料在支撑。这本书让我觉得科学不再是遥不可及的，而是与我们的生活息息相关的。