材料导论学术报告材料1005阚鑫锋

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1、材料导论课程论文材料1005班阚鑫锋2010012532学术报告主题：BasicScienceandApplicationsofCarbonNanotubes报告时间：8月29日演讲者：MorinobuEndo（远藤守信）教授远藤守信是日本信州人学教授，北京化工人学名誉教授。现任口木信州大学炭科学研究所名誉所长、口木ResearchCenterforExoticNanoCarbons特聘教授、北京化丄大学“先进炭材料及特种高分子”国家创新引智基地海外学术大师oCarbon等刊物编委‘Science等著名国际杂志审稿人。TSNC2001、TSNC2004、NT2006、Carbon2008

2、主席。MorinobuEndo教授是纳米碳纤维（EndoFiber,实际上的碳纳米管）的发现者（1976年），1977年首次在国际上报道了纳米碳纤维的化学气相沉积法的制备方法，是国际纳米灰材料研究领域的科学奠基人z—,诺贝尔奖候选人。报告内容简介：远藤教授从碳纳米管的发现过程、发展历程以及研究现状和应用等多方面，给大家作了全面详细的介绍，还给同学们生动地讲述了自己研究生时的科研经历，希望年轻一代能踏实、刻苦地钻研，并融入到科研的乐趣中。Endo教授研究方向：碳纳米管的制备及其性能研究英最新研究成果冇：Endo教授2010年发表了文章^Carbonizationunderpressure》

3、各种各样的碳材料被扩大，从经典碳原了包括从1960Z前的合成石墨、炭黑和活性炭到新的碳纳米球、碳纤维、玻璃碳、热解碳、高密度各向同性石墨，金刚石状碳、富勒烯和碳纳米管筹最近的研究结果更是导致碳材料的多样性的进一步扩人。人多数这些碳材料的制备在一个较高的温度下通过加热处理其冇机前体制得。此制备过程涉及随后由所谓的的碳化,即伴随着由各种泾类气体和原了气态物种的释放，导致高碳含量（碳质残基）的残基与有机前体的热分解。右机前体的热解和碳化的碳质残留物连续牛成，所以通帘彼此重叠。因此，这两个过程，热解、炭化，是难以分开的。大多数的反应引起的前体的碳化是伴随着各种气体、不同的总类、碳氧化物和氢的演变

4、，从而使加压条件下发生碳化反应。英结果是，碳前体在压力下的变化，所得到的碳的碳化行为不同于无压的结构，属性其至粒了的形态都不相同。这些气体的释放，如各种坯、碳的氧化物等，是该前体屮的损失的碳原子的结合产物，换言之，这些释放降低了碳化收率。因此，炭化压力下改变这些气体，特别是坯类气体的释放行为，可能会增加碳化产最。此外，压力可能影响溶解度、粘度、密度和含碳中间体的相分离，以及所得到的碳的石墨化的行为。碳化在预期压力下，得到了一种新的可能性，來控制得到的碳原了的结构和质地。压力下碳化的主要目的是修改炭化行为改善碳产率、得到的碳的密度，改变石墨化行为，并且还会获得具有特定粒子形态的碳原子。En

5、do教授于2006年发表《Themicroscopicstructureofthecarbonmaterialsand1ithiumionsecondarybatterycharacteristies》该文对用碳素材料显微结构的精确控制和合金化的方法论来提高锂离了二次电池的性能，具体地说，就是以乱层结构碳至理想石墨这一广范围的碳素负极材料为对彖，综述关丁•其电极特性的新成果。负极碳素材料的显微结构、取向性和形态、电化学特性等对锂离子二次电池的充放电特性的影响很大。根据这种情况，现在锂离了二次电池川碳素材料的研究动向是：在易、非石墨化性碳素材料中添加异种元素来构筑三维立体结构的构想，和对碳

6、素材料进行粒子表面处理以解决现有碳素材料存在的问题的同吋，开发高性能新型碳素材料。用上述方法，有可能获得具有粹确的碳索材料显微结构、与锂离子的反应点最佳化的、与理论容量相近或超过理论容量的新型碳素材料。这样，一次充电町以使用1个刀的新电池时代则将成为具体的冃标。锂离子二次电池是正极用含锂氧化物、负极用各种碳素材料的摇椅式非水电池。止、负极均为具冇层状结构的物质，充电时锂离子脱离正极，插入负极碳素材料层间，形成Li层间化合物。放电时则发牛锂离子从碳负极向正极迁移的逆向反应。实用电池的结构为涂覆在金属(cu)薄膜上的碳索材料负极通过中间的有丰富微孔的隔板(用多孔聚氯乙烯薄膜等制造)与止极相向

7、卷成筒状，与电解液一道密封在金属制的包装罐内。碳素材料具冇从高石墨化度到无定形碳素材料的广泛的形态、石墨化度和物理化学性质。以各种碳素材料为例，雏晶的人小与对应的碳素材料容最的关系。雏晶较小的低石墨化度碳索材料和雏晶较大的高石墨化度石墨材料的容量，比石墨化度介于两者Z间的碳素材料的容虽大。高石墨化度石墨材料，因Li离了插入石墨层间而形成石墨层间化合物，故容量高，但只有理论容量(372mAh/g)的90%左右，据认为是石墨中残存的乱层