化学与材料PPT课件下载

《化学与材料PPT课件下载》是由用户上传到老师板报网，本为文库资料，大小为14.63 MB，总共有94页，格式为ppt。授权方式为VIP用户下载，成为老师板报网VIP用户马上下载此课件。文件完整，下载后可编辑修改。

化学与材料专题四LOGO我家的厨房材料？自来水管：镀锌管水槽、水龙头：不锈钢灶台、橱窗：玻璃墙壁：瓷砖抽油烟机外壳：塑料橱门外层：涂料、漆厨房桌台面：人造大理石金属材料无机非金属材料合成材料复合材料LOGO原始人居住的山洞　材料的应用和发展与人类社会文明的进步紧密相联！原始社会LOGO奴隶社会用木材等材料造的房屋用茅草等材料造的房屋LOGO封建社会用砖瓦等材料造的房屋LOGO23/8/20绪论6世界上第一台计算机现代社会信息材料LOGO23/8/20绪论7LED：磷化鎵（GaP）、鎵铝砷（GaAlAs）或砷化鎵（GaAs）、氮化鎵GaN）等化合物组成LED照明新型能源材料大型薄膜太阳能电池：有半导体材料组成，组要含硅元素，掺杂一些其他元素。LOGO23/8/20绪论8生态环境材料LOGO23/8/20绪论9航空航天材料LOGO23/8/20绪论10涤纶短纤维尼龙66树脂各种纤维服装材料LOGO23/8/20绪论11全塑料汽车LOGO23/8/20绪论12气凝胶能承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化;绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。LOGO23/8/20绪论13建筑、公路、桥梁、装修材料LOGO材料---------人类文明的基石市政工程材料LOGO道路工程桥梁工程轨道交通工程水处理厂站工程LOGO城市管道工程垃圾填埋LOGO城市园林绿化建设工程LOGO市政工程材料化学化学化工作为一门学科涉及化学矿物、化学纤维、表面处理、胶粘剂、聚合物等多个方面，其在公路、桥梁、隧道等领域得到广泛应用。一、土二、水泥三、沥青四、钢筋五、辅助材料：胶粘剂、隔离剂、聚合物LOGO一、土1.土的成分和结构•土的化学成分是：•SiO2,Na2O,CaO,K2O,Al2O3,Fe2O3等•土粒或土粒集合体的大小、形状、相互排列和联结等的综合特征。它与土颗粒的矿物成分、土层在地质历史上的沉积条件和沉积过程有关。可分为三种基本类型：•（1）单粒结构•（2）蜂窝结构•（3）絮状结构LOGO(1)单粒结构，为碎石土和沙土的结构特征，是由土粒在水中或空气中自重下落堆积而成，因粒径较大，颗粒间几乎没有联结作用，是典型的散粒状物体。有疏松与紧密之分：疏松的孔隙大，在静载或动载下颗粒容易错位而产生很大下沉，尤其在振动作用下更甚，可减少体积20%，它不经处理不宜作为地基；紧密的颗粒排列接近最稳定的位置，在动、静荷载下都不会产生较大下沉，是较好的天然地基。LOGO(2)蜂窝结构，多为粘性土结构形式，有时粉砂也可能有。蜂窝结构如没有较大的上覆压力，则在建筑物荷载作用下可产生较大的沉陷。(3)絮状结构，是细颗粒泥沙或悬液胶体特有的结构形式。粒径小于0.002mm的土粒能够在水中长期悬浮，若遇到某些电解质后，如河流入海处盐、淡水相遇，颗粒间的排斥力削弱，运动着的泥沙就凝聚成絮状结构下沉。LOGO2.土的分类一类土即松软土：砂土、粉土、冲积砂土层、腐植土及疏松的种植土、淤泥（泥炭）等；二类土即普通土：粉质黏土和潮湿的黄土、含有碎石卵石的砂、种植土、填土等；三类土即坚土：软及中等密实的黏土；重粉质黏土；含有碎石、卵石的黄土、粉质黏土；压实的填土等。四类土即砂砾坚土：坚实密实的黏性土或黄土；含有碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土 ；天然级配砂石；软泥灰岩等五类土即软石：LOGO地基处理的好坏直接影响到路基路面的稳定性。处理不当日后会造成路面开裂、不均匀沉降等危害，影响道路的正常使用，也损害了公众利益和投资的综合效益。LOGO3、路基土的性能参数和检查项目（1）性能参数含水量ω：土中水的质量与干土粒质量之比；塑限ωp：土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限，称为塑性界限，简称塑性；液限ωL：土由可塑状态转为流体状态时的界限含水量为液性上限，称为液性界限，简称液性；塑性指数IP：土的液限与塑限之差值IP=ωL-ωp；液限指数IL：土的天然含水量与塑性之差值对塑性指数之比值IL==(ω-ωp)/(ωL-ωp),可用以判别土的软硬程度；IL<0坚硬、半坚硬状态，0≤IL<0.5硬塑状态，0.5≤IL<1.0软塑状态，≥1.0流塑状态。LOGO（2）主控项目压实度:指的是土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示.检测方法：挖坑灌砂法、核子密度仪法、环刀法、钻芯法、无核密度仪法、智能压实质量检测仪—ICCC弯沉值（0.01mm):弯沉值就是荷载对路基/路面作用前后，路基/路面发生变形的大小，用1/100毫米作计算单位。检测方法：贝克曼梁法LOGO4.不良土质路基的处理分类处理方法实用范围碾压及夯实碎石土、砂土、粉土、低饱和度的黏性土、杂填土换土垫层软弱土的浅层处理排水固结含水多的软弱土层振密、挤密松砂、粉土、杂填土、湿陷性黄土置换及拌入用砂、碎石等置换；渗入水泥、石灰或砂浆（改性处理）黏性土、冲填土、粉砂、细砂等加筋软弱土、填土、陡坡填土、砂土LOGO不良土基改性处理原理化学固化：就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。石灰的固化作用是由于盐基交换、次生出碳酸钙胶结性，或由于粘土颗粒与石灰相互作用，形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水，新生矿物产生结晶，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度。LOGO二、水泥二、水泥LOGO水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水拌和后成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。（水泥是水硬性胶凝材料。）我是建筑业的粮食！1824年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现粘土+石灰+水——人造石（波特兰水泥）特点：强度高、耐久性好、防水、防火。LOGO强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿色；第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不能含过量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特兰水泥”质量，解决了阿普斯丁无法解决的质量不稳定问题。从此，现代水泥生产的基本参数已被发现。LOGO按化学成分为： ①硅酸盐类水泥 有六大类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。 ② 铝酸盐类水泥 ③无熟料（少熟料）类水泥 2）按用途分为： ①普通水泥 ②特殊水泥 LOGO硅酸盐系列水泥的分类类别简称混合材掺量（%）通用水泥硅酸盐水泥0～5普通硅酸盐水泥普通水泥6～15矿渣硅酸盐水泥矿渣水泥20～70火山灰质硅酸盐泥火山灰水泥20～50粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰水泥20～40复合硅酸盐水泥复合水泥15～50专用水泥专门用于某些工程的水泥特性水泥某种性能较突出的水泥LOGO彩色水泥彩色水泥彩色水泥普通水泥LOGO硅酸盐水泥:Ⅰ型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号P·Ⅰ。Ⅱ型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号P·Ⅱ。硅酸盐水泥类型及代号硅酸盐水泥类型及代号硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级（R代表早强型水泥）LOGO1.原料（1）石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。（2）粘土质原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。硅酸盐水泥的生产硅酸盐水泥的生产（3）校正原料（辅助原料）：为满足成分要求用。如：铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。LOGO2.生料CaO：62%~67%SiO2:20%~24%Al2O3:4%~7%Fe2O3：2.5%~6.0%生料在窑内经历：干燥——预热——分解——烧成——冷却LOGO组成矿物名称分子式简称含量（%）硅酸盐矿物硅酸三钙3CaO·SiO2C3S36~60硅酸二钙2CaO·SiO2C2S15~37 熔剂矿物铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A7~15铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10~18 次要成分游离氧化钙CaO  游离氧化镁MgO  含碱矿物及玻璃体   硅酸盐水泥熟料的矿物组成1.主要成分：主要由四种矿物化学组成LOGO2.其它成分:游离CaO、MgO及SO3，其含量过高将造成水泥安定性不良。碱矿物及玻璃体等，其中的Na2O和K2O含量较高时，遇到活性骨料时，易产生碱——骨料反应，影响混凝土的质量。3.石膏辅助作用—主要是缓凝作用，含量：2~5%。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化（一）硅酸盐水泥的水化水泥+水拌合可塑性具（水泥石）水化的水泥浆凝结硬化流动性水化•水泥和水拌合——表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应——各组分开始逐渐溶解——放出一定热量——固相体积也逐渐增加。其反应式如下：LOGO2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2硅酸三钙水化硅酸钙氢氧化钙2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2硅酸二钙水化硅酸钙氢氧化钙3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O铝酸三钙水化铝酸三钙4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O铁铝酸四钙水化铁酸一钙3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO4——3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O水化铝酸钙石膏或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O水化硫铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙LOGO•主要水化产物（在完全水化的水泥石中）：水化硅酸钙70%（凝胶）氢氧化钙20%（晶体）水化铝酸钙（晶体）水化硫铝酸钙晶体（也称钙矾石）7%是水泥石形成强度的最主要化合物•水化反应为放热反应，其放出的热量称为水化热。其水化热大，放热的周期也较长，但大部分（50%以上）热量是在3天以内。特别是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。LOGO水化热大小比较高钙硅酸盐和铝酸盐与水反应，同时放出热量，其每克的热量（J/g）为：Ｃ3ＳＣ2ＳＣ3ＡＣ4ＡＦ12060320100说明:放热出现裂缝（内外温差高达50℃）应用:水化热大，适于断面尺寸小的预应力砼。（冬季施工）LOGO应用：　大坝水泥：大体积工程——水化热小　应选低热水泥——Ｃ2S含量多。冬季预应砼施工：水化热大（C3S、Ｃ3Ａ）　道路水泥（抗折性好）：Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦLOGO三、沥青沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青。沥青的结构以地沥青质为核心，吸附部分树脂和油分，构成胶团。LOGOLOGO石油沥青是原油蒸馏后的残渣。根据提炼程度的不同，在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽，具有较高的感温性。由于它在生产过程中曾经蒸馏至400℃以上，因而所含挥发成分甚少。LOGOLOGOLOGO胶体结构（1）溶胶型结构（2）溶-凝胶型结构（3）凝胶型结构a)b)c)沥青胶体结构示意图a)溶胶型结构；b)溶-凝胶型结构；c)凝胶型结构按沥青质含量按P.I划分少＜-2适中-2～+2多＞+2LOGOLOGO石油沥青的技术性质1.物理常数密度与相对密度2.粘滞性(1)绝对粘度、针入度(粘稠沥青)(2)粘度(液体沥青)3.延性延度4.温度敏感性(1)软化点(2)针入度指数(3)脆点5.耐久性蒸发损失百分率、蒸发后残渣针入度比、蒸发后残渣延度6.安全性闪点7.其他性质(1)溶解度(2)含蜡量(3)粘附性LOGO粘滞性（粘性）——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘性，以绝对粘度表示。沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高，操作复杂，不适于作为工程试验，因此，工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。2）条件粘度针入度（适应粘稠石油沥青）▲粘度（适应液体石油沥青）1）绝对粘度：动力粘度、运动粘度LOGO1）条件粘度(1)针入度针入度的定义:针入度——在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度。单位：0.1mm。常用试验条件：规定温度：25℃标准针质量：100g贯入时间：5sLOGOLOGO针入度的表征意义:沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。标号：一般取针入度规定范围的平均值。例如：90号沥青，针入度范围为80～100（0.1mm）110号沥青，针入度范围为100～120（0.1mm）LOGO2.延性（塑性）——是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。（1）延度的定义延度——将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。•（2）测定延度的意义沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。采用延度大的沥青筑路，使用寿命较长。LOGOLOGO3.温度敏感性（感温性）（1）软化点（2）针入度指数（3）脆点——高温性能指标——低温性能指标LOGO（1）软化点沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。沥青材料在由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态，在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥青的温度敏感性。1）软化点定义——人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件温度。LOGO2）软化点的意义•沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。•针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。LOGO（3）脆点•沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定极为复杂。•目前测试方法：采用弗拉斯（Fraass）脆点。•拉斯脆点试验原理：将沥青试样在一个标准的金属薄片上摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1℃/min的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝，此时的温度即为沥青的脆点。LOGO前面述了石油沥青的粘滞性、延性和温度敏感性。表征这三项性质的三大指标为：针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标。LOGO4.耐久性（1）影响因素沥青材料在施工时需要加热，工程完成投入使用过程中又要长期经受大气、日照、降水、气温变化等自然因素的作用而影响耐久性。（2）沥青的老化1）定义：在上述因素的综合作用下会产生不可逆的化学变化，而导致工程性能逐渐劣化的过程称为老化。2）主要原因三个方面：①蒸发损失②暗处氧化③光氧化LOGO5.安全性沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体，当遇到火焰会发生闪火，此时的温度称为闪点。若继续加热，挥发的油分饱和度增加，与空气组成的混合气体遇火极易燃烧，燃烧时的温度称为燃点。评价指标：闪点。闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的一项重要指标。通常采用克利夫兰开口杯法测定（ClevelandOpenCup，简称COC法）。LOGO6.其他性质为综合评价沥青的技术性能，还应全面地解沥青的其他性质，如溶解度、含蜡量、粘附性等。（1）溶解度：指沥青在有机溶剂（三氯乙烯、四氯化碳、苯等）中可溶物的百分含量。可以反映沥青中起粘结作用的有效成分的含量。（2）蜡：性脆，易裂缝，对沥青的生产和使用都有重要的影响。对我国采用石蜡基原油炼制的沥青尤为重要，含蜡量将直接影响沥青产品的质量。（3）粘附性：评价石料的化学等级，等级越高，沥青与石料的粘附性越强。LOGO蜡：低温，蜡结晶体使沥青的脆性增大，导致沥青的低温性和黏性降低，使沥青变硬变脆，使得沥青路面低温抗裂性能降低，出现裂缝。在较高温度下，蜡融化（融化的温度50℃），使沥青的黏度降低，使沥青发软，导致沥青路面的高温性能降低，出现车辙等病害。蜡的相态变化使沥青具有较高的温度敏感性，另外蜡的存在会降低沥青对石料界面的粘附性，在有水的情况下，会使沥青产生剥落，造成路面破坏。蜡的存在，使沥青路面的抗滑性严重降低，影响行车安全LOGO饱和酚适量，且芳香酚含量较高时，可使沥青具有较高的可塑性与稳定性；饱和酚较高时，沥青抗变形能力较差；胶质含量增大，可使沥青的延性增加；在有饱和酚存在的条件下，沥青质含量增加，可使沥青获得低的感温性（即温度稳定性较好）；胶质和沥青质的含量增加，可使沥青的粘度提高。LOGO4.市政工程常用的辅助材料(1)减水剂：萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂作用原理：减水剂通常是一种表面活性剂，属阴离子型表面活性剂。使水泥颗粒表面使颗粒带电荷，颗粒间由于带相同电荷而相互排斥，颗粒分散，释放多余的水分。颗粒表面形成吸咐膜，影响水泥的水化速度，使水泥石晶体的生长更为完善，减少水分蒸发的毛细空隙，网络结构更为致密，提高了水泥砂浆的硬度和结构致密性。作用：节约水泥，降低成本，提高混凝土密实度LOGO(2)早强剂早强剂是一种加速水泥水化、提高砂浆早期强度的添加剂。主要有：甲酸钙、尿素、三乙醇胺、硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、氯盐、硫酸盐等LOGO(3)引气剂成分：表面活性剂作用：改善混凝土拌合物的和易性。引气剂的掺入使混凝土拌合物内形成大量微小的封闭球状气泡，这些微气泡如同滚珠一样，减少骨料颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物的流动性增加。若保持流动性不变，就可减少用水量。同时由于水分均匀分布在大量气泡的表面，这就使能自由移动的水量减少，混凝土拌合物的泌水量因此减少，而保水性、粘聚性相应随之提高。 适用：泵送混凝土、防水混凝土、大流动性混凝土LOGO(4)防冻剂降低混凝土冰点，促进低温和负温下水泥水化，明显改善混凝土孔结构，使混凝土不受冻害，适用于冬季施工的普通混凝土、泵送混凝土、防水混凝土以及各种砂浆施工工程。高效液体混凝土防冻剂：乙二醇、尿素、三乙醇胺、十二烷基磺酸钠、高效减水剂硫酸钠、氯化钠、亚硝酸钠、木质磺酸钙和萘系高效减水剂LOGO凝固点下降的原因溶液的蒸气压下降使原来固态纯溶剂和液态溶剂共存的平衡受到破坏，固态纯溶剂需通过融化成液态溶剂来增加溶液的蒸气压，从而使体系重新达到平衡。在固相融化过程中，要吸收体系的热量，因此在新平衡点的温度就要比原平衡点温度低。LOGO环境温度发生较大改变时，植物细胞中的有机体会产生大量可溶性碳水化合物来提高细胞液浓度，凝固点下降，使细胞液能在较低的温度环境中不结冻。植物的抗寒性LOGO合金(1)超耐热合金在高温下有优良的抗腐蚀性在高于700℃的高温下工作的金属通称超耐热合金，又称高温合金。出现于20世纪30年代，其发展和使用温度的提高与航空航天技术发展紧密相关。在高温下有较高的强度和韧性LOGO(2)超低温合金超低温技术-能够获得接近于绝对零度低温的技术。在低温下具备一定的热稳定性能防止低温脆性-添加金属镍-采用面心立方结构的金属超低温对于材料的特殊要求LOGO泰坦尼克为何如此“脆弱”？现代研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船在北大西洋与冰山相撞后迅速沉没，就是由于那时所用的钢材中硫、磷含量高，在冰冷的海水中与冰山碰撞发生脆性断裂所致。如果当时就有了超低温材料，泰坦尼克定不会如此轻易就沉没。LOGO(3)超塑性合金--被驯服了的金属“超塑性现象”的发现1920年，德国人罗森汉在Zn－Al－Cu三元共晶合金的研究中，发现这种合金经冷轧后具有暂时的高塑性。凡金属在适当的温度下变得像软糖一样柔软，而且其应变速度为每秒１０毫米时产生３００％以上的延伸率，均属超塑性现象。LOGO(4)形状记忆合金――“永不忘本”的功能材料“形状记忆合金”的由来1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。鼻祖是金镉合金。LOGO性能弯曲量大，塑性高在记忆温度以上恢复以前形状LOGO（1）航空航天工业低温下形状记忆合金的应用用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线LOGO（2）医疗领域人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、介入导丝和手术缝合线镍钛记忆合金骨科内固定器LOGO（3）日常生活中的应用防烫伤阀眼镜框架LOGO为什么打火机能打火?原来打火机能打火归于两点：一是打火机上有打火石。打火机制打火石并不是真正的石头，而是铈、镧、铝等金属的合金。铈、镧等都是容易燃烧的金属，打火机的转轮是用坚硬的金刚砂制成的，用它去摩擦、撞击打火石时，不仅会产生大量的热，而且能点燃铈、镧等金属撞出来的粉末，冒出火星来。二是打火机里装着容易燃烧的汽油。打火机里装着汽油灯芯，“星星之火可以燎原”，打火石上的火星一旦落在灯芯上就会立即燃烧起来，成了淡蓝色的火焰。LOGO碳(carbon)材料碳在自然界中存在有三种同素异形体──金刚石、石墨、C60LOGO1）金刚石　金刚石晶莹美丽，光彩夺目硬度最大、熔点最高，达3823K。　金刚石俗称钻石，除用作装饰品外，主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具，是重要的现代工业原料，价格十分昂贵。LOGO金刚石晶体属立方晶系，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，构成正四面体。这是金刚石的面心立方晶胞的结构。　由于金刚石晶体中C─C键很强，所有价电子都参与了共价键的形成，晶体中没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点高，而且不导电。　室温下，金刚石对所有的化学试剂都显惰性，但在空气中加热到1100K左右时能燃烧成CO2。　LOGO2)石墨石墨乌黑柔软，是世界上最软的矿石在石墨晶体中，碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键，构成六角平面的网状结构，这些网状结构又连成片层结构。层中每个碳原子均剩余一个未参加sp2杂化的p轨道，其中有一个未成对的p电子，同一层中这种碳原子中的m电子形成一个m中心m电子的大∏键(键)。这些离域电子可以在整个儿碳原子平面层中活动，所以石墨具有层向的良好导电导热性质。　　石墨的层与层之间是以分子间力结合起来的，因此石墨容易沿着与层平行的方向滑动、裂开。石墨质软具有润滑性。LOGO　由于石墨层中有自由的电子存在，石墨的化学性质比金刚石稍显活泼。　由于石墨能导电，有具有化学惰性，耐高温，易于成型和机械加工，所以石墨被大量用来制作电极、高温热电偶、坩埚、电刷、润滑剂和铅笔芯。LOGO石墨烯韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏石墨烯制备新型高效太阳能电池LOGOLOGO碳纳米管碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。LOGO3)巴基球-富勒烯由60到100个碳原子构成的球形笼状中空结构分子，其结构与网格球顶类似，硬度则超过钻石。“巴基球”命名纪念建筑界幻想家巴克明斯特·富勒。C60具有超稳定的结构，有超轻、抗射线、抗化学腐蚀这些特性，对电子学、塑料生产、癌症治疗有革命性的影响。LOGO巴基球-富勒烯发现C601996年诺贝尔化学奖LOGO对C60分子进行掺杂：C60F60电子“锁住”，表现出不容易粘，润滑性比C60要好，超级耐高温的润滑剂，被视为“分子滚珠”。把K、Cs、Tl等金属原子掺进C60，有超导性能。用这种材料制成的电机，只要很少电量就能使转子不停地转动。C60H60热值极高，可做火箭的燃料。