無定形碳,也稱為過渡態碳,是碳的同素異形體中的一大類。這些材料不具有石墨或金剛石那樣的規則晶體結構,而是呈現出一種類似非晶態的結構,其中碳原子以不同的雜化軌道形式存在。無定形碳的特點包括:
結構多樣。這些碳材料的結構不是真正的無定形體,而是具有和石墨一樣結構的晶體,由碳原子六角形環狀平面形成的層狀結構零亂且不規則,晶體形成有缺陷,而且晶粒微小,含有少量雜質。
化學性質多樣。大部分無定形碳是石墨層型結構的分子碎片大致相互平行地無規則地堆積在一起,形成所謂的亂層結構。
包含多種碳形式。無定形碳中還含有直徑極小的二維石墨層面或三維石墨微晶,以及不同雜化軌道形式的碳,如sp2和sp3雜化的碳。
常見的無定形碳包括木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等。除骨炭含碳量在10%左右以外,其餘主要成分都是單質碳。這些材料在工業上有廣泛套用,如催化劑、吸附劑、電池電極和導電材料等。