碳、炭二词用法的不同正在国内热加工职责家中是如许惹起的：为了普及炼铁高炉炉缸的寿命，人们采用了含碳耐火砖；电炉炼钢及熔盐电解炼铝需用含碳电极以导电；为了抗 酸、抗碱、抗高温，很多炉内构件需用含碳纤维的成品。以是个别学者以为既然是含碳物质，上列成品则应不同称为“碳砖”、“碳电极”及“碳纤维”。另有一个别学者的见解是我国沿用“炭”字已有永久史册，上列用品应称为“炭砖”、“炭电极”及“炭纤维”。由此, “碳” 、“炭”二词行使上惹起争议，以致国内文件对“碳”、“炭”二词的行使比力芜乱。

　　比如1994年出书的《质料大辞典》中，carbon fiber为碳纤维，而activated carbon fiber则为活性炭纤维。carbon brick为碳砖，而activated carbon 为活性炭。这里carbon译为“碳”如故“炭”，这个抵触何如管理? 结局“碳”“炭”二词有无分别? 其区别何正在? 可否将碳、炭二词撤消此中之一? 这些都是待商榷定夺的题目。

　　化学元素C的中文定名为碳，即碳是 100%C。碳有三个同素异形体，即无定形碳、石墨(六方晶系)及金刚石(立方晶系)。每个异形体有各自恒定的性子。

　　无定形碳正在气氛中易燃,充作发烧剂及还原剂，正在密闭条款下通电加热到1500～2000℃，可获得石墨。石墨化水平随加热温度及期间而异。

　　石墨能耐高温，正在气氛中难燃, 但正在2000℃以上则升华挥发，正在氧气中也可燃 烧。石墨能导电，导热性也高，又能抗酸性或碱性溶液的浸蚀。

　　透后金刚石有五色璀璨的光荣，是最硬的物质。金刚石砂可造成切割金属的刀具。

　　燧人氏钻木取火，未一律燃烧的玄色遗留物，昔人称之为柴炭。考古学家注明，年龄时间国人已知冶铸青铜器皿、刀、剑的技能。用柴炭供热熔化自然铜，或还原风化的含杂质的铜矿，得出青铜铸品。战国时间铁器降生。因为需更高的温度铁矿才华还原成铁，国人又发觉用煤炭筑土窑烧造焦炭，充作供热及还原剂。如许, 柴炭、煤炭及焦炭三种燃料的“炭”字已沿用两千多年之久。

　　烧造柴炭的原料是木柴。木柴含有大方的高分子聚拢的有机化合物，厉重是纤维素及木质素，又含无机化合物灰分及水分。有机化合物通过光化影响正在大气中滋长，而灰分则自泥土中吸收。炭窑中的还原空气使木柴不行一起燃烧。有机化合物遇热解析成碳，即所谓的“碳化进程”(carbonization)。木柴中的灰分一起留存于柴炭中。同时柴炭正在储蓄时候又吸入大气中的水分。

　　柴炭中含有 H、O、N等元素解说柴炭尚含有少量的能挥发的有机化合物。由以上柴炭的化学构成足以解说，柴炭是以碳为主、含有多种不恒定因素的杂质的同化物。同时，跟着木柴品种(软木或硬木)分别，统一树种，树枝和树干部位分别，以及炭窑中因为火焰散布不均，温度纷歧致要素，所烧成的柴炭含碳量也不尽类似。柴炭中的灰分包罗百般金属氧化物，造成硅酸盐化合物或互溶成为固溶体。

　　煤炭古称石炭，是古代植物遗体深埋地下，经永久的高温高压的煤化影响天生的。煤炭灰分起原于植物自己一起的无机物质，又含有重积进程中由风力或流水搬运的矿物杂质，所以煤炭的灰分可高达40%。煤炭有多种多样。凭据产地、煤层及采煤职责面的分别，煤炭的化学构成正在很大范畴内震撼。假使正在统一采煤职责面，分别期间采得的煤块，其含碳量也有区别。煤炭灰分尚含有MnO、V2O5，及微量的有数金属氧化物。

　　焦炭是由炼焦煤料经干馏焦结(900～1050℃)炼造的可燃固体产品。炼焦煤料由4种烟煤，即气煤、肥煤、焦煤及瘦煤配合而成。焦炭是高炉炼铁一定的原料。通过煤料配比可能供应高炉必要的低硫、低灰分，高发烧值及高抗压强度的高质地焦炭。

　　以上对柴炭、煤炭及焦炭的化学涵义实行的剖释可能看出炭、碳不行等同，它们的区别可用下列式(1)表达：

　　由上看出，炭是以碳为主并包罗多杂质的同化物。多杂质的有趣有二：一是杂质品种多，有挥发性的有机化合物，有金属与非金属氧化物构成的灰分木炭，又有水分；二是杂质的量相当多，并且正在大范畴内震撼。奇特是灰分的杂质很难与独立存正在的碳别离。以是，假如说炭是玄色易燃的物体则不大切确。因 为焦炭是银灰色,而有的煤炭呈金属光泽。柴炭、煤炭及焦炭是易燃物,是因为它们含有无定形碳。后者曾经高温惩罚石墨化后，则形成耐高温而正在气氛中难燃。于是易燃难燃不是碳的性子。

　　凭据碳、炭合联式,柴炭、煤炭及焦炭可称为炭质料。由炭质料造备的工业上含碳的成品应称为炭成品。

　　烧造含碳耐火砖的原料有无烟煤、焦炭或自然石墨(含有灰分)。配以沥青或无机黏合剂，经毁坏、同化、压型及烧造，烧成耐火砖，原料中的灰分一起留正在砖内，因窑内还原火焰温度不赶过1000℃，大概遗下一幼个别挥发性的有机物，砖内的碳也停息为无定形碳，以是必需使砖冷到室温，方能从窑内搬出，不然红热的砖取出后将自燃。正在高炉炉缸运用进程中，砖中的碳将逐步石墨化。此类含碳耐火砖由炭质料造成，当然应称为炭砖。

　　造备含碳电极的原料与炭砖类似,它们也应称为炭电极。电炉炼钢所用的电极的石墨化水平应较高,而自焙炭电极则正在向电炉内降低进程中慢慢石墨化。电极所含的灰分正在电炉冶炼进程中熔化进入炉渣。

　　含碳纤维厉重由再生纤维、合成纤维、沥青纤维等多种人造纤维经热解碳化造成。造丝和碳化平常正在大气或隋性气体中实行木炭。气体中含有尘土，于是纤维内留有少量灰分无法去除。跟着原料、造丝工艺及碳化条款(征求温度、碳化速率及情况)的分别，纤维所含的碳量正在90～99%范畴内震撼。含碳纤维为相符习性应称“炭纤维”。所织成的造品应称炭成品，如炭布、炭毯等。

　　炭=碳+有机化合物(未碳化)及解析物+无机物(灰分,来自情况)+水分(吸骄贵气) (3)

　　石墨化的炭纤维不吸水。因为高温,石墨化的炭纤维含未碳化的有机化合物及解析物也较少。由有机化合物经热解碳化的炭黑，此中炭、碳的合联也由式(3)表达。

　　化学元素C(碳)和其他元素纠合成碳化合物，如碳化钙、碳酸钠等。凡涉及元素C的化合物名词都用“碳”。

　　以碳定名的钢称碳钢，又称碳素钢。后者实质上是plain carbon steel合金的译名。“素”意为“纯正”，解说只含碳而不含其他合金元素。钻研碳原子组织合联的名词用“碳”, 比如碳键、碳链、碳环等。

　　为普及死板零件表表的耐磨性，采用渗碳法(cementation , carburizing)普及表表层的含碳量，再经淬炎热惩罚普及硬度，从而减少其耐磨性。该门径采用粉状柴炭(焦炭或无烟煤)掩盖需加硬的个别，正在高温下加热肯按期间,柴炭中的碳原子扩散固溶于铁原子中成为奥氏体，但柴炭中的无机物灰分则遗留正在表(当然，柴炭中的有机物及水分挥发逸散)。此物理进程称为渗碳而不行称为渗炭。

　　转炉炼钢吹炼末期，钢液含碳较低。如欲炼高碳钢，则向钢包中钢液参加粉状柴炭 (焦炭或无烟煤)，柴炭中的碳溶入钢液，而此中的灰分则溶入熔渣。此物理进程称为增碳 (recarburization)而不行称为增炭。

　　又如炼钢进程是消重铁液中含碳的氧化过。此化学反映称为脱碳(decarburization)，由于是碳和氧的化学反映。

　　至于有机化合物加热解析重积成碳的碳化反映(进程)(carbonization)毫不行称为 “炭”化，由于解析重积的是碳。后者和未解析的原有机物,个别解析的新有机物，情况带入的无机灰分以及自气氛吸入的水分，兼并构成含碳物质，凭据用字的习性，此有杂质的含碳物质称为“炭物质”, 比如炭黑，活性炭等等。

　　“金无足赤”，古驰名言。天然界存正在的自然金含银、铜，自然铜含锌、锡,最纯的自然石墨仍含3～4%灰分。但化学家往往正在钻研发觉元素提纯的百般门径。比如光谱纯石墨电极是由光谱纯或高纯碳造得。所谓“高纯”系指高于“化学纯”的纯度，也即大于 99.9999%C、幼于1ppm杂质的C，所以称为碳。原料平常采用石油焦。

　　近代发觉碳60(C60,富勒烯,fullerene)，系由60～70碳原子构成的内空表呈球形的组织体。曾有学者倡议称为碳的第4个同素异形体。但尚无定论。纳米碳管是由幼于50 纳米的，由1至几个碳原子自弯成管的碳组织体。它是由特别门径，用高新技能和筑立，正在特别条款(高温、无尘土的真空或氩气)下造成。

　　正在已挖掘的109种元素中，此中气态元素11种, 如氢、氦、氮、氧、氯、氩等, 均冠以 “气”首。液态元素两种,即溴、汞，两字带有“氵”及“水”。固态元素分两类 , 即非金属固态元素10种，如硼、碳、硅、磷、硫、砷等, 诸字均带有“石”旁；金属固态元素86种，即金、银、铜、铅、锌木炭、铁等, 诸字除金表，均带有“金”旁。非金属元素和金属元素厉重的区别之一是：非金属氧化物与水化合成酸，其氧化物呈酸性;而金属氧化物与水化合成氢氧化物,其氧化物呈碱性。元素定名有如许的顺序性、体系性是我国祖先化学家的创举，有利于进修化学。假如弃“碳”不消而只用“炭”， 则妨害了化学定名的顺序性。为一元素而伤局面，似无需要并且欠妥。假如废“炭”而一升引“碳”，则无视我国已沿用两千多年的“炭”字,又不相符汉字简化的旨趣, 所以毁灭“炭”字也属不宜。倡议连结“碳”、“炭”凭据前述寓意整个情景 ,不同选用。

　　凭据化学构成，商量我国国情，倡议对 “碳”、“炭”二词按下列法则不同选用。

　　炭是多杂质含碳且以碳为主的同化物，其特质为：(1)含碳量不恒定。(2)杂质多种多样。(3)杂质含量不恒定,并且相当多，并正在大范畴内震撼。(4)物理及化学性子不恒定。木炭论“碳”与“炭”二词的用法搞热收拾必需操作