中间相沥青的调制及其大直径炭纤维制备

以萘沥青为原料,分别采用常压聚合、加压聚合以及甲苯可溶组分加压聚合3种方式调制中间相沥青,并对制备的3种中间相沥青进行熔融纺丝、氧化稳定化和炭化处理制备大直径(约20μm)炭纤维,再利用相关测试仪器对制得的不同中间相沥青及其炭纤维进行分析和表征。结果表明:相同热处理条件下,加压聚合制备的中间相沥青较常压聚合的沥青液晶相转化程度高,分子取向优异,以其为原料制备的大直径炭纤维拉伸强度为840 MPa,明显高于常压聚合沥青所制炭纤维的拉伸强度(540 MPa)。萘沥青经甲苯抽提后灰分从790×10~(-6)降至180×10~(-6),以其可溶组分加压聚合制备的中间相沥青光学织构取向较好,所制大直径炭纤维的拉伸强度可达950 MPa。     

4种炭素材料的抗氧化性研究

采用SEM、Raman光谱和TG-Dsc等手段研究了纳米碳管、天然石墨、酚醛树脂热解炭、炭黑改性酚醛树脂热解炭的抗氧化性.研究表明,这4种炭素材料的抗氧化性由强到弱的顺序为天然石墨、纳米碳管、炭黑改性酚醛树脂热解炭、酚醛树脂热解炭.     

TiO2掺杂莫来石纤维/纳米SiO2隔热材料的制备和性能研究

以纳米SiO2粉体为基体材料,莫来石纤维为增强体,TiO2为红外遮光剂,采用热压成型法制备了具有一定强度的轻质隔热材料.研究了莫来石纤维添加和TiO2掺杂对隔热材料密度、强度及其在不同温度下的隔热性能的影响.研究结果表明添加莫来石纤维能提高隔热材料的常温耐压强度及其在高温下的隔热性能,遮光剂TiO2的掺杂可以进一步提高...     

高定向石墨块的控制制备及其导热性能影响因素研究

以廉价易得的高结晶度天然鳞片石墨(NG)和中间相沥青为原料, 采用中温热模压一次成型再高温炭化、石墨化处理可以制备高密度、高定向、高导热石墨块体材料。XRD、SEM和PLM分析表明该石墨块具有高度择优取向结构, 其内部石墨片垂直热压方向有序堆积排列。原料中鳞片石墨和沥青粘结剂的组成和配比以及制备工艺参数等对所制石墨材料的面向导热性能有显著影响。采用86wt%+32目鳞片石墨和14wt%AR中间相沥青在500℃、10 MPa下热模压成型的炭块经1000℃炭化、2800℃石墨化后样品的热物理综合性能较好, 其体积密度达到1.91 g/m³以上, 室温面向热导率为550 W/(m·K), 3000℃石墨化室温面向热导率高达620 W/(m·K)。     

陶瓷前驱体配比对Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料抗氧化性能的影响

以SiC、ZrC、ZrB₂前驱体和二甲苯可溶煤沥青为原料共裂解制备了Si-Zr-B掺杂沥青, 掺杂沥青经共炭化、冷压成型以及高温热处理得到了Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料。采用XRD、SEM、EDS等手段分析了掺杂沥青基炭材料的组成和微观形貌, 并研究了其在1500℃静态空气环境中的氧化行为。结果表明, 随着SiC前驱体含量的降低, Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料的失重率呈现先减少后增大的趋势, 当原料中SiC、ZrC和ZrB₂前驱体质量比为1:2:1时, 所制备的样品具有较好的抗氧化性能, 它在1500℃氧化4 h, 失重为27.5wt%, 氧化深度为0.7 mm。在Si-Zr-B掺杂沥青基炭材料表面氧化形成的致密的SiO₂-ZrO₂-B₂O₃玻璃态阻氧层可以有效降低氧化性气氛向材料内部扩散的速率, 提高其抗氧化性能。     

模板剂F127对介孔SnO2的孔结构及电化学性能的影响

以SnCl₄·5H₂O和尿素为原料, 嵌段聚醚F127(EO₁₀₆-PO₇₀-EO₁₀₆)为模板剂, 通过水热法制备了介孔SnO₂材料。XRD、TEM和BET等分析结果表明, 模板剂F127添加量对介孔SnO₂的孔结构有重要影响。F127添加量增加, SnO₂比表面积增大, 孔容增大, 孔径分布变宽。电化学测试结果表明, 介孔的存在不仅能为锂离子脱嵌提供通道, 而且可以缓冲SnO₂的体积膨胀, 从而提高介孔SnO₂负极材料的电化学性能; 当F127添加量为6.0 g时, 所制备SnO₂具有124 m²/g的比表面积, 平均孔径为4.94 nm, 表现出最佳的循环性能和倍率性能, 在60 mA/g的电流密度下经30次循环后, 其可逆容量仍保持在434 mAh/g; 循环伏安测试表明部分高活性Li₂O的可逆还原提供了附加的可逆容量。     

中外新材料研究趋势和热点

介绍了新材料发展的特点和趋势,以及发达国家新材料的发展战略,讨论了我国新材料研究在全球格局中所处的位置和新材料产业发展的热点。     

萘系中间相沥青分子结构对其炭纤维性能的影响（英文）

中间相沥青基炭纤维因具有高模量、低电阻率、高导热等特性，在许多领域有广阔的应用前景。本文分别以采用HF/BF₃催化萘一步法制备的中间相沥青(AR-MP)和采用AlCl₃催化萘两步法制备的中间相沥青(N-MP)为原料，制备了高性能炭纤维。通过元素分析、TG-MS、FT-IR、¹³C-NMR、MALDI-TOF-MS、XRD和SEM等手段对上述沥青和纤维进行了分析表征，对比了不同催化聚合工艺制备的中间相沥青的分子结构和性能，并进一步探究了中间相沥青分子结构差异对其炭纤维结构和性能的影响。结果表明：AR-MP分子构型偏向于半刚性的棒状，含有更多的环烷结构和甲基侧链，其预氧化后的纤维显示出更好的碳平面取向，使其石墨化纤维具有更好的热导率(716 W/m·K)；而N-MP分子构型偏向于刚性的圆盘状、芳香度高，其纤维在后续热处理过程中产生的缺陷更少，石墨化后具有更大的拉伸强度(3.47 GPa)。     

气体流量对多壁纳米碳管形貌和产率的影响

以CH4为碳源气，以H2为还原气，以纳米NiO-SiO2气凝胶为催化剂，探讨了气相化学沉积法制备多壁纳米碳管工艺过程中，气体流量对产物形貌和产率的影响。实验结果表明，CH4和H2流量保持为2：1，气体总量一定时可以经济地制备出长径比大，形态较好的纳米碳管，且产率较高。     

熔盐法制备碳化矾涂层纳米纤维

以纳米碳管为碳源、模板和金属钒粉末为原料,在KCl-LiCl熔盐体系中于650~850℃条件下成功地合成碳化钒涂层纳米纤维,并通过XRD和SEM对反应得到的碳化钒涂层纳米纤维的结构与形貌进行了表征。结果表明,反应温度、反应时间和碳钒摩尔比对碳化钒晶体的生长和产物的物相组成有着重要影响。