玻璃碳是一种由碳原子构成的非晶态碳材料,具有许多优异的物理及化学性能,如耐高温、耐腐蚀、抗渗透等。制备玻璃碳的主要原料为富碳聚合物,如
酚醛树脂、
糠醇树脂等。这些聚合物在受热后经复杂的降解而制得玻璃碳。
玻璃状碳的特点是高硬度和不透气性,其基本结构是微晶尺寸极小的乱层结构,微细组织为非取向。玻璃碳的端口形貌和结构特征类似玻璃,与玻璃兼有不透气性、低比表面积和各项同性等特性。不同的是,玻璃碳不透明而呈黑色。
玻璃碳具有炭素材料共同的特性,如高耐热性、导电性、耐腐蚀性及高导热系数等。但也不像一般炭素材料一接触就粘上黑色碳粉,可以进行镜面抛光。玻璃碳的耐氧化性能比其他炭素材料高,例如,在几乎不受浓硫酸和浓硝酸的侵蚀,在空气中的氧化失重也低。
玻璃碳电极是一种用玻璃碳制作的电极。电极的形式有棒状、圆盘、旋转圆盘、
旋转环盘电极等。玻璃碳电极适用的电位范围较宽,既可以在负电位区研究无机物,也可以研究多在正电位区发生的有机物的
氧化还原反应。用它作基体,还可以制备汞膜玻碳电极和化学修饰电极。电极在使用前要进行表面抛光、化学处理和电化学处理。
玻璃碳是七十年代初开发出来的一种新型碳材料,其突出性能表现在不透性,高耐化学腐蚀性,良好的导热性,耐摩擦性,纯度高,无沾染和良好的生物相容性,因而越来越多地应用于电化学分析、半导体工业、冶金工业、化学工业及医学研究等领域。
高分子预聚物,包括酚醛树脂、
呋喃树脂、聚酰亚胺等除了浸渍碳素制品,增强增密 C/C 复合材料外,树脂本体可经低温固化成型后,再在无氧介质中进行 1000℃~3000℃左右的碳化处理,得到玻璃碳。
有学者探索以一新型
改性酚醛树脂为原料制备玻璃碳的工艺。研究了固化、碳化工艺条件与产品性能的关系。所用改性酚醛树脂具有室温下粘度低,高温固化时小分子易逸出;快速升温固化、碳化后得到的产品气孔较少等特点。