1. 碳的同素異性體有哪些？結構和性質有何差別？
2. 金剛石：sp3碳中密度最大，硬度最大，有良好的電絕緣性，熱良導體，正四面體結構
石墨：sp2層片結構，分為六方晶系與菱形晶系，導電導熱性能好，柔軟，有潤滑性，各向異性。
卡賓：sp雜化軌道，聚烯烴或者累計烯烴結構，半導體或超導性質，生物相容性好，易轉變為金剛石。
富勒烯：sp2雜化軌道形成的六面體球狀結構。
石墨烯：是從石墨的片層上摘下一層或幾層六面體平面，硬度較大，卷起來可以做成碳奈米管。
3. 什麼是液相碳化？簡述其特點及應用。
4. 碳化——有機化合物向碳結構轉變的過程。液相碳化-有機物在液相狀態下經過芳構化形成稠環芳烴並進一步脫除非碳元素的過程，比如從有機物到瀝青，從瀝青到中間相，從中間相到生焦。
通過控制液相碳化過程可製備針狀焦、中間相瀝青、中間相碳微球等產品。
是煉焦用，特點：
（1）液相反應
（2）反應溫度低
（3）有加速現象
（4）粘度逐漸增大，直到固體
5. 簡述煤瀝青與石油瀝青的共性與差別。
6. 兩者都是瀝青，都是經過熱縮聚得到的產物。其中，石油瀝青是以石油為原料，經過裂解碳化得到的，而煤瀝青是以煤為原料，先得到煤焦油，後得到瀝青。
相比之下，煤瀝青有如下有點：（1）煤焦油含碳高，稠環芳烴為主，側鏈少，性脆
（2）空氣吹掃時間增加，含氧量提高，軟化點提高
（3）吹掃時間增加焦收率增加
7. 製備中間相紡絲瀝青與中間相碳微球，原料與工藝的差別何在？
8. 兩者都是從瀝青出發，通過液相碳化形成中間相。前者要求盡可能形成流變性能好的大融並體，後者希望生成球徑可控的小球體，相互不融並。
因此前者要求原料純度高，生成的小球完全融並，後者要求生成的中間相小球不融並，往往要加入炭黑等奈米級碳微粒阻止融並。反應溫度前者較低、緩慢，後者溫度較高，快速增長。
9. 何謂針狀焦？與普通焦比有何優良性質？
10.焦是指有機物經過裂解得到的殘留的固體物質，基本元素為碳。因原料的不同有煤焦、石油瀝青焦、煤瀝青焦等。
根據結構的不同分為普通焦和針狀焦。
延遲焦化與普通焦化相比進行了兩項改革，一是先在低溫（500℃）下碳化生成生焦，然後再經過高溫煅燒，二是先將瀝青加熱，再進入焦化塔中保溫、焦化。由於生成的焦孔隙均勻、焦粒長徑比大，故稱作針狀焦。最大的特點是電阻率低、熱膨脹係數小，適合製備超高功率的電極材料。
11. 氣相碳化的特點是什麼？炭黑與氣相生長碳纖維的製備有何區別與聯絡？
12.有機物在氣相的狀態下，向碳結構轉變的過程。
碳纖維：金屬催化劑（fe、co、ni）、氣態碳源（甲烷、苯）、高溫：600－1400攝氏度
炭黑：氣相碳源：天然氣、苯、焦油。高溫： 1260－1420攝氏度，
13. 從製備工藝上，炭黑的分類是怎樣的？簡述工藝要點。
14.爐法炭黑：原料氣（油）與空氣（風）以一定比例混合通入反應爐，反應溫度靠部分燃燒而維持。風油比越大，反應溫度越高。
要素：氣相碳源：天然氣、苯、焦油。
高溫： 1260－1420攝氏度，
槽法炭黑：反應氣在暴露在空氣中的槽鋼下不完全燃燒而沉積，溫度高而且過度氧化，適合於色素炭黑。
裂解炭黑：裂解爐溫度通過燃燒尾氣的方式加熱，然後切換成純的反應氣在無氧環境下裂解，官能團少，導電性好。
15. 從用途上分，炭黑的分類是怎樣的？簡述性質特點（粒徑、表面官能團、導電性等）。
16.（1）橡膠碳黑：粒徑小，耐磨效能好，
（2）色素碳黑：粒子越小，黑度越高
（3）導電碳黑：導電性能好。
炭黑熱導率很小，但是有很強的硬度以及耐磨性、回彈性。
17. 為什麼用碳奈米管紡制碳繩不像碳奈米管的理論拉伸強度那麼高？制約因素有哪些？
18.碳奈米管只是一層或幾層的石墨片層經過捲曲後形成的，而紡制的碳繩，其中會有加捻，纏結，拉伸時候會產生應力集中點，使其中的六面體結構發生破壞，還會產生混亂結構，不利於力學效能的增強。
19. 擴散是制約氣相沉積製備碳碳複合材料均勻性的關鍵因素。如何消除這些不利的因素。
20.在限域加熱段，隨緻密化的進行，通過限域加熱控制，使預製體內不同位置的受熱環控制，使預製體內不同位置的受熱環境發生改變，可對指定區域加熱，有境發生改變，可對指定區域加熱，有效控制沉積區域的溫度，達到對整個有效控制沉積區域的溫度，達到對整個緻密化程序控制的目的，有利於在整個緻密化程序控制的目的，有利於在整個預製體內獲得較為徹底的緻密化效個預製體內獲得較為徹底的緻密化效果。
21. 固相碳化的特點是什麼？試舉例分析前驅體的結構對碳材料結構效能的影響。
22.從有機物到類石墨結構碳的形成過程中，能夠始終保持固相狀態，從而使有機物的結構
形態的主要特徵得以保留，這一類的有機物叫碳的前驅體，也簡稱前驅體。
前驅體的結構如果規整，則制得的碳材料的結構也會規整，從而力學等效能能夠得到很大提高，反之，如果前驅體的結構就很混亂，則碳材料的結構也很混亂，不利於效能的提高。
23. 碳纖維結構與天然石墨的結構有何區別又有何聯絡？
24.兩者都是由六面體組成的平面，堆疊的結構。區別是：石墨是一層一層之間層間距相等，並且每個六面體都是規則的。
而碳纖維結構是堆砌很亂，亂層結構，因而它是脆性材料，但是和石墨一樣，具有導電性。
25. 碳纖維力學效能的決定因素有哪些？
26.碳纖維的形成主要是受其結構控制的，主要包括三點。。。。。。，這些結構引數與前驅體、工藝條件是相關的、、、、、、結構規整度，取向度，預氧化、碳化、石墨化的過程對於結構的影響，還有拉伸時的速率，碳纖維本身的損傷等。
27. 在碳纖維製備工藝中「不熔化」是如何實現的？
28.不熔化就是將前驅體結構在適當條件下生成不溶不熔的結構。具體分瀝青纖維、丙烯腈纖維、粘膠纖維來論述。盡一切努力將每乙個pan鏈變成梯形結構，在氧化作用下交聯，使分子鏈碳化時有最高的碳得率，保持高度擇優取向。
29. 試比較pan、瀝青和粘膠碳纖維的結構與效能。
30.pan：主要是pan經過氧化環化後經過碳化和石墨化得到的，力學拉伸效能較強。
瀝青黏膠：每個晶胞內有兩條分子鏈和4個葡萄糖結構單元，孔隙率大，導熱性能差，但是隔熱性能好，強度大大不如pan基碳纖維。
31. 試論如何根據複合材料基體及使用效能選擇碳纖維的表面處理工藝。
32.表面處理工藝取決於基體的結構，如果複合材料的基體中有極性強的集團，則與碳纖維有強的分子間力，無需對碳纖維做很多的表面處理就有強的介面效應。如果基體中沒有極性集團，則需要對碳纖維的表面進行一定的處理與刻蝕，來增強其與基體的介面效應。更好地起到傳遞載荷的作用。
33. 活性炭的「活性」從何而來？製備活性炭的方法有哪些？所製備活性炭的孔結構有何區別？
34.活性是通過在單位面積上盡可能多地引進孔，增強吸附性。活性炭就是一種經過活化、有活性的多孔炭。
製備方法：（1）生物質活性炭：首先將濃的化學藥品溶液，如氯化鋅，與生物質充分混合乾燥後在惰性氣體保護下在600－700℃下熱處理，洗滌去除殘餘的鋅鹽得到活性炭，原料炭的固定率可達80％左右。
（2）煤炭類活性炭
煤質的特點是比生物質含碳量高，但由於從褐煤到無煙煤的差別比較大，適合採用的方法也不盡相同。用物理活化和化學活化均可，但一般要經過粉碎、成型等工藝。
（3）瀝青焦：採用石油焦或煤瀝青焦為原料，通過洗滌、脫灰，採用化學活化方法，可製備超高比表面積活性炭，也稱超級活性炭。
（4）碳纖維：以pan、瀝青、酚醛樹脂及粘膠基碳纖維（氈）為原料，通常採用物理活化方法制得活性碳纖維（氈）。由於碳纖維很細，因此產品以微孔為主。
（5）樹脂基碳除纖維外，樹脂可製備成球形或凝膠體，然後通過活化提高比表面積。凝膠本身為多孔結構，直接碳化也可獲得一定比表面積的活性炭。
（6）模板碳：以分子篩為模板，經過浸漬、碳化、去除模板，製備成單一孔徑分布的活性炭
35. 作為催化劑載體的活性炭和作為甲烷等氣體吸附的活性炭在孔結構設計上應如何考慮
36.催化活性炭主要是起到催化作用，要求活化，並且比表面積要大，在單位面積的孔洞要盡可能多，而甲烷等氣體吸附的活性炭的比表面積的要求不是很高，孔徑也不必很大，只要提高吸附性即可。
37. 碳材料作為鋰離子電池負極材料的儲能機理是什麼？
38.活性物質：碳材料（天然石墨、人造石墨、mcmb）、鈦酸鋰、矽、錫氧化物
由於鋰電池是搖椅電池，在充放電的過程中是通過鋰離子的正負極之間的移動來達到的，負極材料的儲能主要是在儲存鋰離子，講鋰離子嵌入碳材料的結構空隙中。
39. 以碳材料為鋰離子電池的負極材料，影響其可逆容量密度和功率密度的因素有哪些？如何根據此選擇碳材料？
40.石墨化程度要高、粒度要小、純度要高、核殼結構的高度石墨化
41. 從平板電容器電容的計算公式出發，分析影響電容量的因素有哪些，解釋活性炭作為電極為什麼能實現「超級」電容量。
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與面積、平板間距離、電量等因素有關。採用活性炭和離子溶液作為電介質
兩個轉變：平板→多孔材料，使比表面積增大
固體介電質→離子型溶液，平板間距離大大減小
作為電極的多孔材料中的電荷與吸附在孔壁上的離子構成雙電層，因此也較雙電層電容器
43. 質子膜燃料電池是由哪幾部分構成的？分別用到何種（碳）材料？
44.質子膜：由無機參雜的聚合物構成。
擴散層：碳紙或碳布
電催化層：以碳黑、碳奈米管、石墨、mcmb、石油焦作為pt等催化劑的載體。催化活性主要取決於載體的結構。
雙極板：石墨：緻密性好，導電性好，強度高
45. 試分析電磁遮蔽和雷達隱身對材料及結構設計的不同。
46.電磁遮蔽是在輻射源和保護物件之間設立屏障，反射、吸收均可，目的是讓保護物件免收輻射。雷達隱身目的是使探測物件不反射（散射）雷達波回到雷達，所以要減少反射。。。。。。（可以從表層、芯層材料的不同展開）
47. 類石墨材料的導熱性能與其結構有何關係？舉例說明。
48.類石墨材料導熱性質與材料的各向異性和結構規整性相關，由於石墨在層片方向導熱率很高，而在垂直於層片方向很弱。同時缺陷也是影響熱導率的重要因素，材料的結構孔隙率越大，孔洞越多，則導熱性能較差，隔熱性能較好。
高定向石墨：石墨材料有多種，常用的石墨材料為人造多晶無規石墨，具有層狀結構，其導熱係數較低
參雜石墨：通過加入金屬和非金屬雜質，促進了石墨層片分子在高溫下的生長，從而是微晶尺寸變大，導熱性變好。
日本材料科學與工程
4 本專業必需的機械設計 電工與電子技術 計算機應用的基本知識和技能 5 相關的技術經濟管理知識 6 文獻檢索 資料查詢的基本方法，具有初步的科學研究和實際工作能力。四 日本留學材料科學與工程專業相關專業會開設的課程 與其他工科專業相同，材料科學與工程專業在大學 一 二年級會安排基礎科目的學習，如高...
材料科學與工程介紹
留學美國 材料科學與工程介紹 一 從巨集觀上看材料科學工程專業 材料科學與工程 materials science engineering以下簡稱matse 是研究材料製備 結構 效能 加工的學科，材料學是乙個交叉學科，涉及物理 化學 生物等。材料科學可按多種方法進行分類。按物理化學屬性分為金屬材料...
材料科學與工程專業
九 集中進行的實踐環節 金工實習 認識實習 生產實習 課程設計 綜合實驗 畢業設計等。十 畢業合格標準及學位要求 取得185學分且符合學校規定的其它要求。材料液態成型與控制方向 培養計畫 一 學院 材料學院 二 學制 4年 三 專業方向 液態成型與控制 四 學位 工學學士 五 培養目標 本專業培養學...