《综合实验设计》报告书课题名称：催化退火对CDC 结构的影响学院（系）： 材料科学与工程学院专业：材料物理年级：2010 级学生姓名：赵亚豪指导教师：张瑞军2013 年12 月20 日一、选题背景（说明选题的依据和意义，宋体，小四号）碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一， 它具有多样的电子轨道特性 (sp 、sp2 杂化 ) ，再加之 sp 异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性， 因此以碳元素为唯一构成元索的碳材料具有各式各样的性质， 并且新探索相和新型碳材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成如此之多的结构与性质完全不同的物质。可以说碳材料几乎包括了地球上所有物质所具有的性质，如最硬一最软，绝缘体一半导体一良导体， 绝热一良导热， 全吸光一全透光等。 随着科学技术的进步， 人们发现碳似乎蕴藏着无限的开发可能性。碳的用途也十分广泛， 从史前的木炭、 近代工业的人造石墨和炭黑、 当代的原子炉用高纯石墨和飞机用碳碳复合材料刹车片、 现今的锂离子二次电池材料和核反应堆用第一壁材料等等，不胜枚举。 毋容置疑， 碳材料在人类发展史上有着和还将有着十分重要的位置。该材料的发展历史大致经历过木炭时代( 史前～ 1 712) ，石炭时代(1713～1866)，碳制品的摇蓝时代 (1867～1895) ，碳制品的工业化时代 (1896～1945)，碳制品发展时代 (1946~1970) 。1960~1 990 年碳材料迈入了新型碳制品的发展时代， 其中 1960~1980年主要用有机物碳化方法制备碳材料，以碳纤维、热解石墨的发明为代表；1980 年以后则主要以合成的手法制备新型碳材料，以气相合成金刚石薄膜为代表。纳米碳材料的发展时代始于1990 年，以富勒烯族、纳米碳管的合成为代表。自1989 年著名科学杂志《 Science 》设置每年的“明星分子” 以来，碳的两种同素异构体 “金刚石和“C60”相继于 1990年和 1991 年连续两年获此殊荣， 1996 年诺贝尔化学奖又授予发现C60的三位科学家，这些事实充分反映了碳元素科的飞速进展。但是由于碳元素和碳材料具有形式和性质的多样性， 从而决定了碳和碳材料仍有许多不为人们所知晓的未开发部分，若再考虑与其他元素或化合物等的复合和相互作用，可望获得更大的发展便更无怀疑之余地。 我们有必要相信，在未来相当长的一段时间内，碳的新相和聚合碳同素异构体的设计、 制造和研究将是物理化学领域中最中心的课...
