黒鉛化炭素と非黒鉛化炭素

黒鉛化炭素と非黒鉛化炭素（または黒鉛化可能炭素と非黒鉛化可能炭素）は、有機材料の熱分解によって生成される炭素の2つのカテゴリです。ロザリンド・フランクリンは、1951年のProceedings of the Royal Society ^[1]の論文で初めてこれらを特定しました。この論文で、彼女は黒鉛化炭素を、3,000 °C（3,270 K、5,430 °F）に加熱することで結晶性黒鉛に変化できるものと定義しました。一方、非黒鉛化炭素は、どの温度でも黒鉛に変化しません。黒鉛化炭素を生成する前駆体には、ポリ塩化ビニル（PVC）や石油コークスなどがあります。ポリ塩化ビニリデン（PVDC）とスクロースは、非黒鉛化炭素を生成します。2つのクラスの炭素の物理的特性はまったく異なります。黒鉛化炭素は柔らかく非多孔性ですが、非黒鉛化炭素は硬く低密度の材料です。非黒鉛化炭素は、チャー、ハードカーボン、または口語的には木炭とも呼ばれます。ガラス状炭素も非黒鉛化炭素材料の一例です。

グラファイト化炭素の前駆体は、熱分解（炭化）中に流体段階を経る。この流動性により芳香族分子の分子運動が容易になり、分子間の脱水素重合反応が起こり、芳香族のラメラ（ディスク状）分子が生成される。これらが「会合」して、いわゆる中間相と呼ばれる新しい液晶相が生成される。流体相は、グラファイト化可能な炭素を生成するための主な要件である。^[2]

非黒鉛化炭素は一般に、炭化中に流体段階を経ない。ロザリンド・フランクリンの時代から、研究者らはそれらの構造についていくつかのモデルを提唱してきた。オバーリンらは、10～20個未満の環からなる4層以下の平面芳香族構造の基本構造単位（BSU）の役割を強調した。非黒鉛化炭素のBSU間の架橋により、黒鉛化が防止される。^[3]最近では、五角形やその他の6員環以外の炭素環を組み込んだモデルを提唱する者もいる。^[4]

• アチソン法
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