石墨课堂—炭素工业的发展史
炭(tan)素材(cai)料(liao)是(shi)一种古(gu)老(lao)的(de)(de)材(cai)料(liao),又是(shi)一种新型材(cai)料(liao)。早在史前(qian),人(ren)类(lei)就(jiu)与炭(tan)有密切的(de)(de)关系(xi)。公(gong)(gong)元前(qian)8000年,人(ren)类(lei)就(jiu)已经用(yong)木炭(tan)取(qu)暖(nuan)、煮食等;公(gong)(gong)元前(qian)3000年开始(shi),就(jiu)用(yong)炭(tan)加热或还原制取(qu)有色(se)金(jin)属(shu):公(gong)(gong)元2世纪(ji),中国(guo)(guo)汉代(dai)已经开始(shi)用(yong)煤(mei)烟制墨,16世纪(ji)中国(guo)(guo)明代(dai)的(de)(de)冶炼工业已使(shi)用(yong)天(tian)然(ran)石(shi)墨和黏土制成耐火坩(gan)埚,这(zhei)是(shi)人(ren)类(lei)最(zui)早的(de)(de)炭(tan)素制品(pin);但(dan)作(zuo)(zuo)为高质量的(de)(de)工业材(cai)料(liao)使(shi)用(yong)仅有100多年的(de)(de)历史,1810年,英国(guo)(guo)戴维用(yong)木炭(tan)粉和煤(mei)焦油混(hun)合,经成型、焙烧制成碳棒,作(zuo)(zuo)为伏特电池的(de)(de)正极,炭(tan)制品(pin)开始(shi)用(yong)作(zuo)(zuo)电极和导电材(cai)料(liao)。

19世纪70年代以后(hou),随着蒸汽机(ji)、发(fa)电机(ji)的(de)出(chu)现,开辟了炭材(cai)料在电化学、电热(re)等领域(yu)的(de)应用(yong),电工电刷、电话用(yong)炭粒(li)、电解电极(ji)、导电碳(tan)棒等大量的(de)炭素制(zhi)品(pin)(pin)得到广泛的(de)使用(yong)。但这(zhei)些制(zhi)品(pin)(pin)都(dou)属(shu)于无定(ding)形(xing)碳(tan),其容量、耐蚀性(xing)及抗热(re)震性(xing)等使用(yong)性(xing)能是不(bu)够(gou)理(li)想的(de)。

近(jin)代炭(tan)素(su)制(zhi)品生(sheng)产史上重(zhong)要的(de)(de)里程碑是人(ren)造(zao)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)电(dian)极(ji)的(de)(de)发(fa)明,1886年(nian)(nian)美国(guo)人(ren)卡(ka)(ka)斯(si)特(te)纳和爱奇(qi)逊分(fen)别用(yong)产生(sheng)高(gao)(gao)温的(de)(de)不同方法使(shi)无定形(xing)碳转化(hua)为(wei)(wei)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)晶体(ti),从而使(shi)炭(tan)质(zhi)电(dian)极(ji)转变(bian)为(wei)(wei)人(ren)造(zao)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)电(dian)极(ji)。1895年(nian)(nian)、1896年(nian)(nian)相继出(chu)现了艾奇(qi)逊石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)炉(lu)(lu)和卡(ka)(ka)斯(si)特(te)纳石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)炉(lu)(lu),经过 10年(nian)(nian)左右的(de)(de)时间,人(ren)造(zao)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)终于实(shi)现工(gong)业规(gui)模(mo)生(sheng)产。20世纪70年(nian)(nian)代又研(yan)制(zhi)出(chu)以针状焦为(wei)(wei)原料的(de)(de)高(gao)(gao)功(gong)率(lv)和超高(gao)(gao)功(gong)率(lv)电(dian)炉(lu)(lu)用(yong)的(de)(de)优质(zhi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)电(dian)极(ji),称为(wei)(wei)“高(gao)(gao)功(gong)率(lv)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)电(dian)极(ji)”和“超高(gao)(gao)功(gong)率(lv)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)电(dian)极(ji)”。人(ren)造(zao)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)出(chu)现为(wei)(wei)炭(tan)素(su)工(gong)业的(de)(de)发(fa)展(zhan)揭开了新的(de)(de)一(yi)页。

材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)一直是(shi)人(ren)(ren)类(lei)社(she)会进化(hua)(hua)的(de)(de)重(zhong)(zhong)要里程碑,有(you)(you)史以来,人(ren)(ren)类(lei)社(she)会的(de)(de)发展和进步(bu),总是(shi)与新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)出(chu)现和使(shi)用(yong)分不开的(de)(de)。如石器时(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)、青(qing)铜(tong)时(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)、铁(tie)器时(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)都是(shi)以材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)作为时(shi)(shi)(shi)代(dai)(dai)的(de)(de)主要标志。材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)又是(shi)技(ji)术进步(bu)的(de)(de)先导和基础。例(li)如,若没有(you)(you)半导体材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)工(gong)业化(hua)(hua)生(sheng)产(chan),就(jiu)(jiu)不可能有(you)(you)目前的(de)(de)计算机(ji)技(ji)术,没有(you)(you)现代(dai)(dai)的(de)(de)高(gao)温、高(gao)强度结(jie)构材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),也就(jiu)(jiu)没有(you)(you)今(jin)天(tian)的(de)(de)字航工(gong)业。材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和元件的(de)(de)突破会导致新(xin)技(ji)术产(chan)业的(de)(de)诞生(sheng),对国民经济甚至对人(ren)(ren)类(lei)生(sheng)活产(chan)生(sheng)重(zhong)(zhong)大影响(xiang)。