埃尔派知识课堂：一文了解“玻璃碳”

玻璃碳简称玻碳，是结合了玻璃和陶瓷属性的非石墨化碳，由聚合有机物前驱体在惰性气体氛围下高温烧结而成，因其通体呈黑色，表面光滑类似玻璃，故将其称为玻璃碳。

高温应用

玻璃碳在3000°C左右的惰性气体或真空中有较高的耐高温性，强度会随着温度的升高而增加，最高可达2700K，且不会脆化，具有极高的抗热震性。

此外，玻璃碳还具有低质量、低吸热和低热膨胀的特性，几乎适用于所有的高温应用，如高温计保护管、装料系统、高温炉零件等。

化学应用

玻璃碳的高耐腐蚀性非常适合化学分析。与铂、金以及其他耐腐蚀金属、特殊陶瓷和氟塑料制成的常规实验室设备相比，玻璃碳设备耐所有的湿分解剂，耐酸和碱熔体，且无记忆效应，分析样品无污染。

牙科技术

牙科技术中常使用玻璃碳熔化坩埚来熔化贵金属和钛合金，可以缩短加热和熔化时间，且熔化单元的电加热线圈可以在更低的温度下运行，不仅减少了每次铸造所需要的时间，还可延长坩埚的使用寿命。

另外，其具有贵金属熔体无附着力、高导热率、耐热冲击等优势，适用于所有的贵金属和钛合金，它的不润湿性也消除了材料损失的问题。

半导体类

玻璃碳具有高纯度、高耐腐蚀性、不产生颗粒等优良性能，是半导体生产的理想材料。以它为原材料制成的坩埚和舟皿可用于通过布里奇曼法或切克劳斯基法对半导体组件进行区域熔化、砷化镓合成以及单晶生长。

除此之外，玻璃碳还可作为离子注入系统的零件和等离子蚀刻系统的电极，高X射线透射率的特性也使得玻碳晶片常被用作X射线掩模的基材。

自1962年科学家首次合成玻璃碳以来，关于玻璃碳结构与性质的研究一直是碳材料领域热议的话题。到目前为止，玻璃碳可以分为两类，I型和II型玻璃碳。

I型玻璃碳是聚合有机物在温度低于2000°C的条件下烧结形成的，其内部主要由取向无序的卷曲石墨烯碎片构成。

II型玻璃碳是在更高的温度条件下烧结而成的，其是由纳米尺度自组装的富勒烯状类球体结构堆垛形成的无序多层石墨烯三维矩阵。

因具有低密度、高硬度、高强度、高不渗透性、高热稳性和化学稳定性等诸多优异性能，玻璃碳在工业、化工、电子等领域得到了广泛应用。