[科普中国]-白碳

白碳(white carbon)是紊碳的别称。有时其他炔碳也被误称为白碳。白碳（chaoite）是指碳的一种同素异形体。1968年在德国里斯陨石坑的石墨片麻岩中发现，是最先发现的一种炔碳；外观呈银白色，又称为白碳（white carbon）；晶胞中所含碳原子数超过一百（石墨晶胞只含4个原子），晶胞中原子的排布乍看起来显得紊乱，所以最初命名为白碳。作为一种晶体，碳原子在晶胞内的排列，实际上当然十分规整有序，并不紊乱1。

简介白碳(white carbon)是紊碳的别称。有时其他炔碳也被误称为白碳。白碳（chaoite）是指碳的一种同素异形体。1968年在德国里斯陨石坑的石墨片麻岩中发现，是最先发现的一种炔碳；外观呈银白色，又称为白碳（white carbon）；晶胞中所含碳原子数超过一百（石墨晶胞只含4个原子），晶胞中原子的排布乍看起来显得紊乱，所以最初命名为白碳。作为一种晶体，碳原子在晶胞内的排列，实际上当然十分规整有序，并不紊乱1。

存在及生成在石墨片麻岩中与石墨共生，呈极细的白色条带，与石墨条带平行交织在一起（图1）。带宽3-15μm，在很多陨石坑中都有发现。陨石撞击地面产生激波，激波诱发的极高温度使坑内有机物质碳化并蒸发，由此产生的气态碳分子，冷凝结晶成为白碳。在很多天然石墨中也发现少量白碳，用激光照射或电阻加热，把热解石墨或多晶石墨加热到2700-3000K，约半分钟，用液氮猝熄，生成的白碳附着在石墨表面，成为石墨表面的一层银白色镀膜。电炉炼钢中石墨电极尖端上附着着的白色物质，其中也含白碳。用激光聚焦照射金刚石的（111）面，碳蒸气及液碳微滴骤冷凝结，甚至炭黑在常温下，在空气中用激光聚焦照射等等，都可产生白碳2。

晶体结构与性能白碳晶体具有六方结构。晶胞参数：ao=0.8489nm，co=1.4078nm，晶胞含碳原子数Z=144，晶胞体积V=0.976m3，晶胞密度d=2.94g/cm3。晶胞由含有12个碳原子的叠烯链，平行于C轴而构成。白碳是叠烯型炔碳的一种。微晶聚结成片状或树枝状（图2）。单晶透明，具有双折射能力。多晶的反射色，由于很多晶面的散射，呈银白色或亮灰色。晶体密度很大也很硬，硬度比B4C（维氏硬度37.8GPa）还大。

白碳晶体能经受75eV高能电子束的轰击，表明晶体很稳定。白碳在高温下也十分稳定，在空气中500℃下也难以氧化，转化为氧化物的速率远低于石墨，利用这个性质可以把与之共存的石墨去掉，得到浓缩的、甚至纯净的白碳3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学