le carbone amorphe C'est tout ce carbone allotrope avec des structures pleines de défauts moléculaires et d'irrégularités. Le terme allotrope fait référence à un seul élément chimique, tel que l'atome de carbone, formant différentes structures moléculaires; certains cristallins, et d'autres, comme dans ce cas, amorphes.
Le carbone amorphe n'a pas la structure cristalline à longue portée qui caractérise le diamant et le graphite. Cela signifie que le motif structurel reste légèrement constant lors de la visualisation de régions du solide qui sont très proches les unes des autres; Et quand ils sont éloignés, leurs différences deviennent apparentes.
Les caractéristiques ou propriétés physiques et chimiques du carbone amorphe sont également différentes de celles du graphite et du diamant. Par exemple, il y a le fameux charbon de bois, un produit de la combustion du bois (image du haut). Ce n'est pas du lubrifiant, et ce n'est pas brillant non plus.
Il existe plusieurs types de carbone amorphe dans la nature et ces variétés peuvent également être obtenues par synthèse. Parmi les diverses formes de carbone amorphe, on trouve le noir de carbone, le charbon actif, la suie et le charbon de bois..
Le carbone amorphe a des utilisations importantes dans l'industrie de la production d'électricité, ainsi que dans les industries du textile et de la santé.
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Il existe plusieurs critères pour les classer, tels que leur origine, leur composition et leur structure. Ce dernier dépend de la relation entre les carbones avec des hybridations spdeux et sp3; c'est-à-dire ceux qui définissent un plan ou un tétraèdre, respectivement. Par conséquent, la matrice inorganique (minéralogique) de ces solides peut devenir très complexe..
Il existe du carbone amorphe d'origine naturelle, car il est le produit de l'oxydation et des formes de décomposition de composés organiques. Ce type de carbone comprend la suie, le charbon et le carbone dérivé des carbures..
Le carbone amorphe synthétique est produit par des techniques de dépôt à l'arc cathodique et de pulvérisation cathodique. De manière synthétique, des revêtements de carbone amorphe de type diamant ou des films de carbone amorphe sont également fabriqués..
Le carbone amorphe peut également être regroupé en trois types principaux en fonction de la proportion de liaisons spdeux ou sp3 cadeau. Il y a le carbone amorphe, qui appartient au carbone amorphe dit élémentaire (aC), le carbone amorphe hydrogéné (aC: H) et le carbone amorphe tétraédrique (ta-C).
Souvent abrégé BC ou BC, il comprend du charbon actif et du noir de carbone. Les variétés de ce groupe sont obtenues par combustion incomplète de substances animales et végétales; c'est-à-dire qu'ils brûlent avec un déficit stœchiométrique en oxygène.
Ils ont une proportion plus élevée de liens spdeux dans sa structure ou son organisation moléculaire. Ils peuvent être imaginés comme une série de plans groupés, avec des orientations différentes dans l'espace, un produit des carbones tétraédriques qui établissent l'hétérogénéité dans l'ensemble..
À partir d'eux, des nanocomposites ont été synthétisés avec des applications électroniques et le développement de matériaux..
Abrégé en BC: H ou HAC. Il s'agit notamment de la suie, de la fumée, du charbon extrait comme le bitume et de l'asphalte. La suie se distingue facilement lorsqu'il y a un incendie dans une montagne près d'une ville ou d'un village, où elle est observée dans les courants d'air qui la transportent sous la forme de feuilles noires fragiles de couleur noire..
Comme son nom l'indique, il contient de l'hydrogène, mais lié de manière covalente à des atomes de carbone, et non de type moléculaire (Hdeux). Autrement dit, il existe des liaisons C-H. Si l'une de ces liaisons est libérée de l'hydrogène, ce sera une orbitale avec un électron non apparié. Si deux de ces électrons non appariés sont très proches l'un de l'autre, ils interagiront en provoquant les soi-disant liaisons pendantes..
Avec ce type de carbone amorphe hydrogéné, on obtient des films ou revêtements de plus faible dureté que ceux réalisés avec ta-C.
Abrégé en ta-C, également appelé carbone de type diamant. Contient une forte proportion de liaisons hybrides sp3.
Les films ou revêtements de carbone amorphe à structure tétraédrique amorphe appartiennent à cette classification. Ils manquent d'hydrogène, ont une dureté élevée et bon nombre de leurs propriétés physiques sont similaires à celles du diamant.
Moléculairement, il se compose de carbones tétraédriques qui ne présentent pas de modèle structurel à longue portée; alors que dans le diamant, l'ordre reste constant dans différentes régions du cristal. Le ta-C peut présenter un certain ordre ou motif caractéristique d'un cristal, mais seulement à courte distance.
Le charbon est organisé sous forme de couches de roche noire, contenant d'autres éléments tels que le soufre, l'hydrogène, l'azote et l'oxygène. De là, des carbones amorphes apparaissent tels que le charbon, la tourbe, l'anthracite et le lignite. L'anthracite est celui dont la composition en carbone est la plus élevée.
Le vrai carbone amorphe a des liaisons π localisées avec des écarts dans l'espacement interatomique et une variation de l'angle de liaison. Il a des liens hybrides spdeux et sp3 dont la relation varie selon le type de carbone amorphe.
Ses propriétés physiques et chimiques sont liées à son organisation moléculaire et à sa microstructure..
En général, il présente des propriétés de stabilité élevée et de dureté mécanique, de résistance thermique et de résistance à l'usure élevées. De plus, il se caractérise par sa transparence optique élevée, son faible coefficient de frottement et sa résistance à divers agents corrosifs..
Le carbone amorphe est sensible aux effets de l'irradiation, a une stabilité électrochimique et une conductivité électrique élevées, entre autres propriétés..
Chacun des différents types de carbone amorphe a ses propres caractéristiques ou propriétés et des utilisations très particulières..
Le charbon est un combustible fossile, et par conséquent, c'est une source d'énergie importante, qui est également utilisée pour produire de l'électricité. L'impact environnemental de l'industrie charbonnière et son utilisation dans les centrales électriques sont aujourd'hui vivement débattus.
Il est utile pour l'absorption sélective ou la filtration des contaminants de l'eau potable, des solutions de décoloration et peut même absorber les gaz soufrés.
Le noir de carbone est largement utilisé dans la fabrication de pigments, d'encres d'imprimerie et d'une variété de peintures. Ce carbone améliore généralement la résistance et la résistance des articles en caoutchouc..
En tant qu'agent de remplissage dans les jantes ou les pneus, il augmente leur résistance à l'usure et protège les matériaux de la dégradation causée par la lumière du soleil..
L'utilisation technologique de films ou de revêtements de carbone amorphe dans des variétés de dispositifs à écran plat et microélectroniques est en augmentation. La proportion de liens spdeux et sp3 donne aux films de carbone amorphe des propriétés optiques et mécaniques de densité et de dureté variables.
Ils sont également utilisés dans les revêtements antireflets, dans les revêtements de protection radiologique, entre autres utilisations..
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