Carbone amorphe ce qui est, types, propriétés, utilisations

Qu'est-ce que le carbone amorphe?

Il carbone amorphe C'est tout ce carbone allotrope avec des structures pleines de défauts moléculaires et d'irrégularités. Le terme alotrope se réfère à un seul élément chimique, comme l'atome de carbone, forme différentes structures moléculaires; Certains cristallins, et d'autres, comme dans ce cas, amorphes.

Le carbone amorphe n'a pas la structure cristalline à long terme qui caractérise le diamant et le graphite. Cela signifie que le motif structurel reste légèrement constant si les régions du solide sont visualisées très proches les unes des autres; Et quand ils sont distants, leurs différences deviennent évidentes.

Les caractéristiques ou propriétés physiques et chimiques du carbone amorphe sont également différentes de celles du graphite et du diamant. Par exemple, vous avez le célèbre charbon végétal, produit de la combustion du bois. Ce n'est pas un lubrifiant, et ce n'est pas brillant non plus.

Il existe plusieurs types de carbone amorphe et ces variétés peuvent également être obtenues de manière synthétique. Parmi les différentes formes de carbone amorphe figure du noir de carbone, du carbone activé, de la suie et du charbon végétal.

Le carbone amorphe a des utilisations importantes dans l'industrie de la production d'énergie, ainsi que dans les industries textiles et sanitaires.

Types de carbone amorphe

Il existe plusieurs critères pour les classer, comme leur origine, leur composition et leur structure. Ce dernier dépend de la relation entre les carbones avec des hybridations SP² et sp³; c'est-à-dire ceux qui définissent respectivement un avion ou un tétraèdre. Par conséquent, la matrice inorganique (minéralogique) de ces solides peut devenir très complexe.

Selon son origine

Il y a un carbone amorphe d'origine naturelle, car il s'agit du produit de l'oxydation et des formes de décomposition des composés organiques. Parmi ce type de carbone se trouvent la suie, le charbon et le carbone dérivés de carbures.

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Le carbone amorphe synthétique est produit par des techniques de dépôt d'arc cathodique et un spray cathodique. Synthétiquement, ils sont également fabriqués des revêtements de carbone amorphes ou des films de carbone amorphes.

Structure

Le carbone amorphe peut également être regroupé en trois grands types en fonction de la proportion de liens SP² ou sp³ cadeau. Il y a du carbone amorphe, qui appartient au carbone amorphe élémentaire (AC), au carbone amorphe hydrogéna (AC: H) et au carbone amorphe tétraédrique (TA-C).

Carbone amorphe élémentaire

Fréquemment abrégé en AC ou A-C, comprend du carbone activé et du charbon noir. Les variétés de ce groupe sont obtenues par combustion incomplète des substances animales et végétales; c'est-à-dire qu'ils brûlent avec un déficit d'oxygène stoechiométrique.

Ils présentent une proportion plus élevée de liens SP² Dans sa structure ou l'organisation moléculaire. Ils peuvent imaginer comme une série de plans groupés, avec différentes orientations dans l'espace, le produit de carbones tétraédriques qui établissent l'hétérogénéité dans l'ensemble.

D'après eux, des nanocomposites avec des applications électroniques et un développement de matériaux ont été synthétisés.

Carbone amorphe hydrogéné

Abrégé en AC: H ou faire. Parmi eux se trouve la suie, la fumée, le charbon extrait comme du bitume et l'asphalte. La suie se distingue facilement lorsqu'il y a un feu dans une montagne entourant une ville ou une ville, où il est observé dans les courants d'air qui le traînent sous forme de feuilles noires fragiles noires.

Comme son nom l'indique, il contient de l'hydrogène, mais lié de manière covalente aux atomes de carbone, et non au type moléculaire (H₂). C'est-à-dire qu'il y a des liens C-H. Si l'une de ces liaisons dégage de l'hydrogène, il y aura une orbitale avec un électron disparu. Si deux de ces électrons manquants sont très proches les uns des autres, ils interagiront, provoquant les obligations suspendues SO (liaison de danger, en anglais).

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Avec ce type de carbone amorphe hydrogène, des films ou des revêtements de dureté inférieure sont obtenus que ceux fabriqués avec le TA-C.

Carbone amorphe tétraédrique

Abrégé en Ta-C, également appelé charbon similaire au diamant. Il contient une proportion élevée de liaisons hybrides SP³.

Cette classification appartient à des films ou revêtements de carbone amorphes, avec une structure tétraédrique amorphe. Ils manquent d'hydrogène, ont une dureté élevée et beaucoup de leurs propriétés physiques sont similaires à celles du diamant.

Molégulairement, il se compose de carbones tétraédriques qui ne présentent pas un motif structurel à long terme; Dans le diamant, l'ordre reste constant dans différentes régions du verre. TA-C peut présenter un certain ordre ou un modèle caractéristique à un cristal, mais seulement dans la courte portée.

Composition

Le charbon est organisé sous forme de strates de roche noire, contenant d'autres éléments tels que le soufre, l'hydrogène, l'azote et l'oxygène. De là, des carbones amorphes comme la baise, la tourbe, l'anthracite et le lignite surgissent. L'anthracite est de chacun d'eux, celui qui a la composition de carbone la plus élevée.

Propriétés

Le vrai carbone amorphe a des liaisons π situées avec les écarts dans l'espacement interatomique et la variation de l'angle de liaison. Avoir des liens SP Hybry² et sp³ dont la relation varie en fonction du type de carbone amorphe.

Ses propriétés physiques et chimiques sont liées à leur organisation moléculaire et à sa microstructure.

En général, il présente des propriétés d'une stabilité élevée et d'une dureté mécanique élevée, d'une résistance à la chaleur et d'une résistance à l'usure. De plus, il est caractérisé car il a une transparence optique élevée, sous le coefficient de frottement et une résistance à plusieurs agents corrosifs.

Le carbone amorphe est sensible aux effets de l'irradiation, il a une stabilité électrochimique élevée et une conductivité électrique, entre autres propriétés.

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Applications

Chacun des différents types de carbone amorphe a ses propres caractéristiques ou propriétés, et des utilisations très particulières.

charbon

Le charbon est un combustible fossile, et c'est donc une source d'énergie importante, qui est également utilisée pour produire de l'électricité. L'impact environnemental de l'industrie des mines de charbon et son utilisation dans les centrales électriques sont fortement discutées aujourd'hui.

Charbon actif

Il est utile d'effectuer une filtration d'absorption ou sélective des contaminants de l'eau potable, des solutions de décoloration et peut même absorber les gaz soufrés.

Le charbon noir

Le charbon noir est largement utilisé dans l'élaboration des pigments, des encres d'impression et une variété de peintures. Ce carbone améliore en général la résistance et la résistance des articles en caoutchouc.

Comme le remplissage des pneus ou des pneus augmente sa résistance à l'usure et protège les matériaux de dégradation causés par la lumière du soleil.

Films de carbone amorphes

L'utilisation technologique de films ou de revêtements de carbone amorphes dans des variétés d'appareils d'écran plats et microélectroniques augmente. La proportion de liens SP² et sp³ fait que les films de carbone amorphes ont des propriétés optiques et mécaniques de densité et de variable de dureté.

Ils sont également utilisés dans des revêtements antireflectifs, dans des revêtements pour la protection radiologique, entre autres utilisations.

Les références

1. Charbon amorphe. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
2. Carbone amorphe. Récupéré de: ScienceDirect.com