CH+H2 CH+Hz 水冷管 石英管 水 钨丝 基样 导波 基样 内焰 外焰 基体 焰芯 托盘 磁控管 焰炬 排气 C2H2+02 热丝CVD法 PCVD法 火焰法 金刚石的三种气相合成法
热丝CVD法 PCVD法 火焰法 金刚石的三种气相合成法
在上述方法中，石墨转化法所得的金刚石往往是细粒 乃至粉末，使用时往往需烧结。此外，产品中还含有未反 应的石墨、催化剂等杂质，因此还需提纯。这种产品主要 用于精密机械制造领域。要用该法合成大粒径的金刚石单 晶，使之能与天然金刚石比美，至少目前是不可能的。这 方面的突破有待理论的发展。 气相法成功地制成了膜状金刚石，使金刚石的应用范 围大大扩展，因为高温高压合成的金刚石及天然金刚石的 应用只是利用其高硬度特性，其他优异的特性均因形态的 限制而未能得到很好的开发和利用。膜状金刚石必然会进 入半导体工业、电子工业及光学等领域。因此，气相法合 成膜状金刚石方兴未艾，具有十分美好的前景
在上述方法中，石墨转化法所得的金刚石往往是细粒 乃至粉末，使用时往往需烧结。此外，产品中还含有未反 应的石墨、催化剂等杂质，因此还需提纯。这种产品主要 用于精密机械制造领域。要用该法合成大粒径的金刚石单 晶，使之能与天然金刚石比美，至少目前是不可能的。这 方面的突破有待理论的发展。 气相法成功地制成了膜状金刚石，使金刚石的应用范 围大大扩展，因为高温高压合成的金刚石及天然金刚石的 应用只是利用其高硬度特性，其他优异的特性均因形态的 限制而未能得到很好的开发和利用。膜状金刚石必然会进 入半导体工业、电子工业及光学等领域。因此，气相法合 成膜状金刚石方兴未艾，具有十分美好的前景
2石墨及其石墨层间化合物 43pm ●石墨 石墨具有层状晶体的结构。在晶体 中，C原子采用sp杂化轨道成键，彼此 间以σ键连接在一起，同时在同一层上 还有一个大π键。 同一层的碳C-C键长143pm,层与 层之间的距离为335pm。 石墨的碳原子层间有较大的空隙， 容易插入电离能小的碱金属和电子亲和 245.6pm 能大的卤素、卤化物及酸等，从而形成 石墨的结构 石墨层间化合物(GIC)
2 石墨及其石墨层间化合物 石墨 石墨的碳原子层间有较大的空隙， 容易插入电离能小的碱金属和电子亲和 能大的卤素、卤化物及酸等，从而形成 石墨层间化合物(GIC)。 石墨具有层状晶体的结构。在晶体 中，C原子采用sp2杂化轨道成键，彼此 间以键连接在一起，同时在同一层上 还有一个大键。 同一层的碳C－C键长143pm，层与 层之间的距离为335pm。 669.6 pm 245.6pm 335 pm 143pm
。石墨层间化合物 ★石墨层间化合物的类型 石墨层间化合物按基质一嵌入物间的化学键分类，可分为 离子型和共价型两大类。 在离子型化合物中，碱金属之类的插入物形成向石墨提供 电子的层间化合物，称为施主型；插入物为卤素、卤化物时，形 成从石墨得到电子的层间化合物，称为受主型化合物。 由高温直接氟化反应得到的氟化石墨及由HCO,等强氧化 剂在100℃以下的低温合成的氧化石墨（含O及OH),基质一嵌入 物间具有共价键，称共价型层间化合物。 ★石墨层间化合物的合成 合成方法主要有直接合成法和电化学法。 直接合成法是使石墨与反应物直接接触反应。 电化学法是将石墨作为阳极，反应物的电解质溶液作电解 液进行电解而制备石墨层间化合物的方法
★石墨层间化合物的类型 石墨层间化合物按基质－嵌入物间的化学键分类，可分为 离子型和共价型两大类。 在离子型化合物中，碱金属之类的插入物形成向石墨提供 电子的层间化合物，称为施主型; 插入物为卤素、卤化物时，形 成从石墨得到电子的层间化合物，称为受主型化合物。 由高温直接氟化反应得到的氟化石墨及由HClO4等强氧化 剂在100 ℃以下的低温合成的氧化石墨(含O及OH)，基质－嵌入 物间具有共价键，称共价型层间化合物。 ★石墨层间化合物的合成 合成方法主要有直接合成法和电化学法。 直接合成法是使石墨与反应物直接接触反应。 电化学法是将石墨作为阳极，反应物的电解质溶液作电解 液进行电解而制备石墨层间化合物的方法。 石墨层间化合物
★石墨层间化合物的结构 离子型石墨层间化合物中碳原子基本保持 石墨的平面层状结构，插入层的层间距增大， 未插入层的层间距无变化。石墨层间化合物按 插入层的分布分为不同的阶数：一阶化合物每 隔1个碳原子层插入1层反应物，如CK;二价 为每隔2层插入1层反应物，如C,K;三阶为每 隔3层插入1层反应物，如C36K.(下图)，依 此类推。据报道已有阶数为15的层间化合物。 右图示出CK的晶格和K原子的三角形位置。 CaK C2K
★石墨层间化合物的结构 离子型石墨层间化合物中碳原子基本保持 石墨的平面层状结构，插入层的层间距增大， 未插入层的层间距无变化。石墨层间化合物按 插入层的分布分为不同的阶数: 一阶化合物每 隔1个碳原子层插入1层反应物，如C8K; 二价 为每隔2层插入1层反应物，如C24K; 三阶为每 隔3层插入1层反应物，如C36K. (下图)，依 此类推。据报道已有阶数为15的层间化合物。 右图示出C8K的晶格和K原子的三角形位置。 (a) (b)