游離碳

化學(xué)成分對(duì)磨料性質(zhì)影響較大,對(duì)碳化硅磨料而言，碳化硅含量越高，其硬度與磨削性能就越好，一級(jí)品碳 化硅結(jié)晶塊通常含有98%左右SiC，雜質(zhì)(主要有二氧化硅、硅、碳、鐵、鋁、鈣、鎂)約占2%。剛玉中化學(xué)成分同樣對(duì)磨料性質(zhì)有較大影響，白剛玉由于比棕剛玉中Al2O3含量高，因而其硬度高于棕剛玉，性脆，具有良好切削性能;黑剛玉因Al2O3含量較低，故其硬度較低，而韌性較好，適用于制作涂附磨具。其它化學(xué)成分存在及含量多少，對(duì)剛玉性質(zhì)也有較大影響，棕剛玉中TiO2含量增加，能使剛玉韌性增加;白剛玉中Na2O一種有害成分，由于它存在使得生成β--Al2O3結(jié)晶硬度降低，切削性能差，易破碎;如果在白剛玉冶煉過程中加入Cr2O3 ZrO2等化學(xué)成分，可以制造成鉻剛玉、鋯剛玉，使白剛玉性能得到改善，提高其韌性。

最常見的兩種單質(zhì)是高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨，它們晶體結(jié)構(gòu)和鍵型都不同。金剛石每個(gè)碳都是 四面體4配位，類似脂肪族化合物;石墨每個(gè)碳都是三角形3配位，可以看作無限個(gè)苯環(huán)稠合起來。

1. 金剛石(diamond)

最為堅(jiān)固的一種碳結(jié)構(gòu)，其中的碳原子以晶體結(jié)構(gòu)的形式排列，每一個(gè)碳原子與另外四個(gè)碳原子緊密鍵合，成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最終形成了一種硬度大、活性差的固體。金剛石的熔點(diǎn)超過3500℃，相當(dāng)于某些恒星表面溫度。主要作用:裝飾品、切割金屬材料等

2.石墨(graphite)

石墨

石墨是一種深灰色有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體。質(zhì)軟，有滑膩感，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。石墨中碳原子以平面層狀結(jié)構(gòu)鍵合在一起，層與層只見鍵合比較脆弱，因此層與層之間容易被滑動(dòng)而分開。主要作用:制作鉛筆，電極，電車?yán)|線等

3.富勒烯(fullerene)

1985年由美國德克薩斯州羅斯大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。富勒烯中的碳原子是以球狀穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)鍵合在一起。

4.其他碳結(jié)構(gòu)

無定形碳(Amorphous，不是真的異形體,內(nèi)部結(jié)構(gòu)是石墨)

碳納米管(Carbon nanotube)

六方金剛石(Lonsdaleite，與金剛石有相同的鍵型，但原子以六邊形排 富勒烯

列，也被稱為六角金剛石)

趙石墨(Chaoite，石墨與隕石碰撞時(shí)產(chǎn)生，具有六邊形圖案的原子排列)

汞黝礦結(jié)構(gòu)(Schwarzite，由于有七邊形的出現(xiàn)，六邊形層被扭曲到"負(fù)曲率"鞍形中的假想結(jié)構(gòu))

纖維碳(Filamentous carbon，小片堆成長鏈而形成的纖維)

碳?xì)饽z(Carbon aerogels，密度極小的多孔結(jié)構(gòu)，類似于熟知的硅氣凝膠)

碳納米泡沫(Carbon nanofoam，蛛網(wǎng)狀，有分形結(jié)構(gòu)，密度是碳?xì)饽z的百分之一，有鐵磁性)

游離態(tài)在化學(xué)上，指一元素不與同種元素化合，而能單獨(dú)存在的狀態(tài)。元素以單質(zhì)形態(tài)存在則為游離態(tài)。不同金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同，它們在自然界中存在形式也各不相同。少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如金、鉑、銀。

簡單的說游離碳和化合物相對(duì)，不易化合或很易從化合物中分離的碳，就是單質(zhì)的碳，元素以單質(zhì)形態(tài)存在叫游離，游離碳就是以單質(zhì)存在的碳元素。

硬質(zhì)合金(WC)中碳化鎢理想的碳含量是6.13%的質(zhì)量比，當(dāng)含碳量過高時(shí)，產(chǎn)品中將有明顯的滲碳組織。產(chǎn)品終會(huì)有明顯多余的游離碳。

游離碳會(huì)極大降低碳化鎢硬質(zhì)合金的強(qiáng)度與耐磨性。

金相檢測中C型孔表示了滲碳的(C-type):游離碳。