低温各向同性炭 (low temperature isotropic carbon LTIC)

从流化床获得，沉积温度为1100～1400℃，具有各向同性结构和性能的热解炭。在核反应堆中，为防止核燃料产生的裂变物质的泄出，需要对核燃料进行气密性包覆；炭素材料是惟一可用作包覆的物质。各向同性炭由此作为核燃料外壳而被开发。这里论述的是指用作生物炭的各向同性炭。

制造工艺沉积设备是一种立式管状炉，用感应加热，一个底部呈漏斗状的石墨管插入感应圈中，按一定比例的惰性气体(N2、At)和碳氢化合物由底部通入。把作为低温同性炭沉积的基体的颗粒(Zr03或A1203)放入石墨管中。这些颗粒受下部气流的吹动而上下翻滚，悬浮于空中，碳氢化合物气体遇到这些已加热的颗粒即发生热分解，低温各向同性炭沉积在颗粒外表，形成非常致密的涂层。这种工艺取名为流化床沉积。根据沉积过程中流化床的总表面积的变化，流化床可分为稳态沉积和非稳态沉积两种：(1)稳态沉积。随着沉积的进行，颗粒表面沉积炭的厚度逐渐加厚，直径逐渐扩大，颗粒总表面积逐渐增大，当颗粒的直径达到某一尺度时，通过一个特殊设计的出口自动流出，从而使系统中颗粒总的表面积维持在某一数值不变。

(2)非稳态沉积。指沉积过程中颗粒表面沉积炭逐渐增厚，直径扩大，总表面积逐渐增加，直到沉积结束，总的床面积不保持恒定。

工艺参数主要工艺参数如下：(1)沉积温度。颗粒被加热的温度，碳氢化合物在此温度下热解，沉积温度对各向同性炭的结构、性能有着决定性的影响，低温各向同性炭的沉积温度为1100--1400℃。同时也影响着沉积速度和沉积效率。

(2)流化床面积。在反应腔内作为同性炭基体的颗粒总表面积，这些颗粒常用的有氧化铝、氧化锆及石墨。流化床面积的变化会引起同性炭微结构的变化，从而也改变了同性炭的一些理化性能。

(3)气体组成。低温各向同性炭的炭源为甲烷、丙烷等碳氢化合物，而稀释气体则为氮、氢及氦等惰性气体。而碳氢化合物和惰性气体比例的变化，实际上使整个体系中氢含量及炭浓度的改变，这种改变引起同性炭的结构、性能及沉积速度的改变。

(4)接触时间。指进入反应管中气体(碳氢化合物和惰性气体的总和)通过反应区域所需的时间。接触时间的长短表示气体在反应管中流动速度的大小。反映了在单位时间内进入反应室内炭含量的多少，从而影响沉积速度及同性炭的性能。

性能主要性能见表

低温各向同性炭的显微结构在偏光下不呈光学活性，具有很小的择优取向度，生长环境的差异引起晶粒尺寸变化较大，密度变化也较大，可以从li4变到2．19允n3。与低温各向同性炭生产工艺相似的其他热解炭的显微结构有“粒状结构”及“层状结构”，它们三者之间的变化是连续的随工艺环境之不同而逐渐改变，无明显的界限区分。