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电子显微镜下黑炭和备长炭有什么区别–探寻木炭的奥秘

大家都知道木炭具有很强的吸附能力,这和木炭的物理结构有直接的关系,我们平时看到的木炭都是块状的,很难从外面看到其细密的孔隙结构和密度,今天木炭之家挑选了两种比较有代表性的木炭品种,一种是果木炭,一种是备长炭,将它们做成切片放到电子显微镜下面,大家可以通过照片看到它们的结构和密度,也就更容易理解为什么木炭有强大的吸附能力了。

一.苹果木白炭和备长炭的资料:

1.果木炭介绍:

我们选用的果木炭是以生长20年以上的老苹果树为原料,在窑中达到燃烧温度(3 0 0 ℃ - 4 0 0 ℃),窑中以缺氧闷烧的方式继续提升温度,使得苹果木成分受热分解出可燃性气体、水蒸汽、烟等挥发成分和固体成分,挥发成分经收集、冷却、沉淀后形成的液体通过分解即可制成木醋液、木焦油和木轻油,而残留的固态成分就是木炭。木炭具有多孔微细结构,可发挥极佳的吸臭、调湿、干燥等功效;再加上果木炭具有丰富的矿物质、蓄热保温及电磁波遮蔽的效果。由于苹果树生长缓慢,所以木质细腻,经高温炭化及活化处理后,果木黑炭的表面积<BET>值大幅增加,对挥发性有机溶剂和气体<VOCs>的吸附力较强。

二.备长炭是什么

『备长炭』名称始于日本元禄年间,日本人认为备长炭是他们的木炭杰作,但实际推敲起它的历史,事实是平安时代的弘法大师从中国传入制炭技术,18世纪由日本『备中屋长左卫门』的商店打响知名度后,开始被称为备长炭。所使用的木炭原料为马木坚木,其炭质坚硬、组织细密、比重大,起源于日本纪州和歌山一带。备长炭窑内温度近1200 ℃以上,使得木材的木质纤维收缩,体积缩小,经高温炭化后纤维质炭化成为多孔性毛细孔,无数的毛细孔就是备长炭超强吸附力的根本。

符合以下条件的木炭才能被称之为备长炭:

1.炭化材料:必须为马木坚木。

2.炭化温度:必须达到摄氏1000度-1200度以上。

3.碳含量:可达93-96%。

3.碳元素含量:可達 93-96 %。

三.备长炭与黑炭的区别:

结构上,一般黑炭(烤肉使用的果木炭、栎木炭等)结构脆弱,重量轻,组织松散,硬度低,敲击声沉闷,净化效果差,一般作为工业木炭或燃料。

备长炭组织结实,硬度高而且重量较沉,拿在手中有压手感,断面组织紧密,光泽不同于黑炭,表面有白色粉状物附着,轻敲有钢音且不易断裂,因其组织细密坚硬、硬度高、沉水率高,过滤空气、水质、隔绝电磁波等效果很好。

木炭之家准备了多份木炭及备长炭样品,先测量导电率,再将炭敲碎,制成样品放入扫描电子显微镜测试,从不同放大倍数下测试其空隙大小、空隙密度、均匀度等。

测试结果

一.导电率:

大部分木炭和备长炭导电率都不错,电阻约为約在 1.0×10到 1.0×101(欧姆)

二.孔隙大小、密度、均匀度:

炭的孔洞大小不一,果木炭等黑炭为接近圆形的孔洞,分布均匀,备长炭则为细长型,一格格整齐的排列。密度随不同品种木材,不同烧制温度而有所不同。炭化温度越高(700∼8000C 以上),密度越高越均匀。

备长炭孔洞为细长型,一格格整齐排列,目前可知果木炭最小的孔洞勉强有微米结构。而备长炭的孔洞要比果木炭小很多,虽然也是微米级别,但排列更整齐。

附:电子显微镜照片

通过测试我们知道了,备长炭具有良好的导电率和吸附率与其结构有直接关系,所以影响木炭质量的除了原料的质量外,炭化温度也很重要,未来木炭之家将继续为大家带来《探寻木炭的奥秘》系列木炭知识栏目,欢迎大家阅读。

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