[科普中國(guó)]-白碳

白碳(white carbon)是紊碳的別稱。有時(shí)其他炔碳也被誤稱為白碳。白碳（chaoite）是指碳的一種同素異形體。1968年在德國(guó)里斯隕石坑的石墨片麻巖中發(fā)現(xiàn)，是最先發(fā)現(xiàn)的一種炔碳；外觀呈銀白色，又稱為白碳（white carbon）；晶胞中所含碳原子數(shù)超過(guò)一百（石墨晶胞只含4個(gè)原子），晶胞中原子的排布乍看起來(lái)顯得紊亂，所以最初命名為白碳。作為一種晶體，碳原子在晶胞內(nèi)的排列，實(shí)際上當(dāng)然十分規(guī)整有序，并不紊亂1。

簡(jiǎn)介白碳(white carbon)是紊碳的別稱。有時(shí)其他炔碳也被誤稱為白碳。白碳（chaoite）是指碳的一種同素異形體。1968年在德國(guó)里斯隕石坑的石墨片麻巖中發(fā)現(xiàn)，是最先發(fā)現(xiàn)的一種炔碳；外觀呈銀白色，又稱為白碳（white carbon）；晶胞中所含碳原子數(shù)超過(guò)一百（石墨晶胞只含4個(gè)原子），晶胞中原子的排布乍看起來(lái)顯得紊亂，所以最初命名為白碳。作為一種晶體，碳原子在晶胞內(nèi)的排列，實(shí)際上當(dāng)然十分規(guī)整有序，并不紊亂1。

存在及生成在石墨片麻巖中與石墨共生，呈極細(xì)的白色條帶，與石墨條帶平行交織在一起（圖1）。帶寬3-15μm，在很多隕石坑中都有發(fā)現(xiàn)。隕石撞擊地面產(chǎn)生激波，激波誘發(fā)的極高溫度使坑內(nèi)有機(jī)物質(zhì)碳化并蒸發(fā)，由此產(chǎn)生的氣態(tài)碳分子，冷凝結(jié)晶成為白碳。在很多天然石墨中也發(fā)現(xiàn)少量白碳，用激光照射或電阻加熱，把熱解石墨或多晶石墨加熱到2700-3000K，約半分鐘，用液氮猝熄，生成的白碳附著在石墨表面，成為石墨表面的一層銀白色鍍膜。電爐煉鋼中石墨電極尖端上附著著的白色物質(zhì)，其中也含白碳。用激光聚焦照射金剛石的（111）面，碳蒸氣及液碳微滴驟冷凝結(jié)，甚至炭黑在常溫下，在空氣中用激光聚焦照射等等，都可產(chǎn)生白碳2。

晶體結(jié)構(gòu)與性能白碳晶體具有六方結(jié)構(gòu)。晶胞參數(shù)：ao=0.8489nm，co=1.4078nm，晶胞含碳原子數(shù)Z=144，晶胞體積V=0.976m3，晶胞密度d=2.94g/cm3。晶胞由含有12個(gè)碳原子的疊烯鏈，平行于C軸而構(gòu)成。白碳是疊烯型炔碳的一種。微晶聚結(jié)成片狀或樹(shù)枝狀（圖2）。單晶透明，具有雙折射能力。多晶的反射色，由于很多晶面的散射，呈銀白色或亮灰色。晶體密度很大也很硬，硬度比B4C（維氏硬度37.8GPa）還大。

白碳晶體能經(jīng)受75eV高能電子束的轟擊，表明晶體很穩(wěn)定。白碳在高溫下也十分穩(wěn)定，在空氣中500℃下也難以氧化，轉(zhuǎn)化為氧化物的速率遠(yuǎn)低于石墨，利用這個(gè)性質(zhì)可以把與之共存的石墨去掉，得到濃縮的、甚至純凈的白碳3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)