中介相沥青基碳纤维的性能

本文较系统地论述了中介相沥青基碳纤维的五种优异性能，包括力学性能，耐高温性能，热导及电导性能，尺寸稳定性能及编织性能，探讨了杨氏模量，热导率与电阻率之间的定性或定量关系，还综述了中介相沥青原料，温度和纤维形状对碳纤维电阻率的重要影响；指出中介相沥青基碳纤维是综合了优的高性能纤维之一。     

中介相沥青基碳纤维的力学性能

系统地论述了高性能上沥青基碳纤维的力学性能及其与原料，纺丝工艺，氧化／碳化／石墨化温度、纤维形状及尺寸，超分子结构和环境温度等之间的关系，与其它高级液晶聚合物纤维和ＰＡＮ基碳纤维相比，中介相沥青基碳纤维显示较高的杨氏模量，抗压模量，抗张强度和抗压强度，最高可分别达１０２０ＧＰａ，７７０ＧＰａ，６．２ＧＰａ，３．５ＧＰａ。     

中间相沥青碳纤维裂纹分析

采用扫描电子显微镜等仪器分析了中间相沥青初生纤维、不熔化纤维及碳化纤维的表面形态结构以及裂纹对碳化纤维力学性能的影响,探讨了中间相沥青经纺丝,不熔化处理及碳化处理过程产生裂纹缺陷的因素。     

用于高性能碳纤维的中间相沥青

用溶剂分离法制备适用于高性能碳纤维的中间相沥青。从加氢煤焦油沥青的丙酮不溶份,可得到具有可纺性良好的中间相沥青。从这种沥青得到的碳纤维要比按常规的热处理方法得到的碳纤维显示出更好的性能。碳纤维的抗拉强度大于4.5GPa,弹性模量大于600GPa。用元素分析、溶剂抽提分析、红外光谱仪来检测由溶剂分离法制得的中间相沥青(SFMP)与由常规的热处理法制得的中间相沥青(HTMP)之间的差别,也可以用偏光显微镜和~(13)C-核磁共振仪来估测SFMP和HTMP中的中间相(定向分子)含量。元素分析、溶剂抽提分析、红外光谱仪的结果表明,SFMP的脂肪族结构高于HTMP,并认为HTMP比SFMP含有较高分子量的组分。用偏光显微镜估测两种沥青的中间相含量均接近100%,但是对于SFMP在~(13)-CNMR中的中间相信号强度高于HTMP。     

沥青原料对沥青基碳纤维结构与性能的影响

以中间相茶沥青(AR树脂)和各向同性煤沥青(ICP)为原料,系统研究了沥青原料性质与由其制备的碳纤维结构、性能之间的关系.研究表明,AR树脂中的一维有序中间相结构在纺丝中被拉伸,形成不同中间相间的界面,成为应力集中区,在后续碳化过程因应力释放导致纤维开裂而损害其力学性能;而ICP沥青基本为无定形相结构,在纺丝过程中无明...     

萘基中间相沥青制备碳纤维

采用3种不同反应程度的萘基中间相沥青制备碳纤维,通过元素分析、族组成、热重、红外光谱、扫描电镜等,对其性能、结构进行剖析.同时对沥青聚合反应程度、可纺性、碳纤维(1000℃)性能与结构三者内在联系进行探讨.结果表明,各向异性含量80%～100%的萘基中间相沥青存在一热稳定温度区间,随着聚合反应的加深,此区间变化不大,但...     

高性能中介相沥青基碳微球及碳片

综述了继中介相沥青基碳纤维之后新举起的中介相沥青基碳微球及碳片这两大类高级碳材料的制备方法，结构特征，优异性能和重要用途指出中介相尖青基碳微球具有高达５０００ｍ＾２／ｇ的比表面积和很高的表面活性，     

中间相沥青基条形炭纤维的制备与性能

用石油系和萘系中间相沥青熔融纺制条形纤维，经不熔化与炭化处理后，制成条形炭纤维，条件炭纤维容易制备，纺丝时形成的分子取向度较高，较薄的壁厚降低了不熔化温度，缩短了不熔化时间，分子取向度的提高和纤维中缺陷的减少有产地改善了它的力学性能。     

中间相沥青基碳纤维原丝用油剂的研究现状

碳纤维已在众多领域发挥着越来越重要的作用,质量是其应用的保障,碳纤维原丝用油剂则是其中一个极其重要的质量把控点。经过多年的努力,我国中间相沥青基碳纤维已处于工程化开发进程中,因此亟需专用油剂以保障碳纤维产品的性能与质量。对国内外沥青基碳纤维原丝专用油剂的研究情况进行了总结和分析,具体涉及油剂分类、成分及其功能,以及上油工艺等,重点讨论了油剂成分及上油工艺的改进情况,并对我国中间相沥青纤维油剂今后的研发方向进行了探讨,以期为本行业的研究人员提供一定的帮助。     

中间相沥青纤维制备高导热炭材料的研究

利用中间相沥青纤维中沥青分子的高度择优取向和适度的热塑性热压制备高导热块体炭材料. 对比研究了经不同氧化处理的带形及圆形中间相沥青纤维热压所得炭材料的传导性及力学性能. 结果表明: 相对圆形纤维来说, 由于带形中间相纤维具有更高的纤维轴向取向度和纤维之间更高的接触面积, 故其热压所得材料具有更高的密度和传导性. 经260℃氧化的带形纤维热压所得炭材料的密度、抗弯强度、电阻率及热导率分别达到了2.18g·cm^-3、118.4MPa、1.13μΩm和717W/m·K.     

碳/碳复合材料基体用中间相沥青

中间相沥青具有高残碳率、高密度、低的密度变化及易石墨化等优点 ,是较理想的碳 /碳 (C/C)复合材料基体前驱体。本文从 C/ C复合材料制备工艺的角度 ,阐述了制备 C/ C复合材料用的中间相沥青的主要特性 ,其中包括中间相沥青的流动性、在碳化过程中的稳定化、微观结构以及中间相沥青基 C/ C复合材料的界面结构。     

中间相沥青基碳电极材料的制备工艺优化与性能

以煤焦油沥青为原料,采用中间相调制-化学活化工艺制备了超级电容器用活性碳电极材料,考察了中间相调制温度对活性碳晶体结构、孔径分布、电容量特性的影响,并分析了中间相沥青的调制过程及不同实验条件对活性碳晶体结构、孔径分布、电容量特性的影响。结果表明,中间相沥青调制温度主要集中在190～492.5℃,随中间相调制温度升高,活性碳电极材料的振实密度明显增大,在500℃条件下制备的活性碳材料具有最高的比电容量,达到103F/g,较高的调制温度能提升活性碳中碳的边缘层含量,从而提高材料的面积比电容量。     

热态流变对中间相基炭材料导热性能的影响

以中间相沥青为原料,在变径模具中通过热态高压流变剪切促进分子有序排列制备了中间相有序块体导热炭材料。采用XRD、SEM和偏光显微镜表征了流变收缩比(1∶1、2∶1、2.5∶1和3∶1)对中间相有序排列块体炭材料微观织构及导热性能的影响。结果表明:中间相沥青在高压流变剪切的作用下实现了中间相炭微球之间的融并和有序生长,最终形成了微观有序、类纤维结构特征的块体炭材料。流变收缩比的提高,促进了中间相炭微球之间的融并生长,从而有利于获得更为完美的石墨结构。流变剪切不仅促进了中间相炭微球之间的有序融并在轴向形成了类纤维组织结构,而且能够促进径向不同层面之间中间相炭微球有序融并所形成细棒状纤维结构,正是该结构的存在改善增加了样品的导热系数。当流变收缩比由1∶1增加到3∶1时,样品轴向导热系数由96.88 W/(m.K)增大至131.02 W/(m.K),径向导热系数由140.85 W/(m.K)增大至160.46 W/(m.K)。流变收缩比的提高缩小了样品两维方向上导热特性的差异。     

以中间相沥青为粘结剂的低密度高导热炭纤维网络体的研究

以中间相沥青为粘结剂, 采用500 ℃低温炭化炭纤维, 经低压模压成型、炭化和石墨化后得到低密度高导热炭纤维网络体。与以1300 ℃炭化炭纤维为原料和以酚醛为粘结剂制备的炭纤维网络体进行了比较。对粘结剂炭收率(热重分析)、样品微观形貌(扫描电子显微分析)、石墨化度及微晶尺寸(X射线衍射分析)等进行了表征。研究结果表明: 由于高炭收率和高片层取向度的中间相沥青与500 ℃低温炭化处理炭纤维共同经历后续热处理时呈现出相近的热收缩率, 因而具备良好的相互粘结性和石墨片层铆接效应, 其制备的炭纤维网络体经石墨化后密度为0.317 g?cm ^-3, 由此制备的相变复合材料的面内热导率为19.30 W·m ^-1·K ^-1, 较纯相变材料(石蜡)提升了80倍, 明显高于以1300 ℃炭化炭纤维为原料, 以中间相沥青和酚醛分别为粘结剂制备样品的面内热导率(17.03和14.47 W·m ^-1·K ^-1)。     

中间相沥青制备高密度高强度炭/石墨材料

以在不同氧化温度下制备的氧化中间相沥青为原料制备了具有不同密度的炭/石墨材料, 根据对样品物理性能和微观结构的研究得出最佳的工艺条件. 以150MPa压制的坯体经过2200℃石墨化后得到具有高密度(2.02g/cm³)、低孔率(2.03%)、大体积收缩(44.86%)、高的弯曲强度和压缩强度(70.3和123.3MPa)的样品. 该样品具有均匀致密的结构. 实验证明, 氧化中间相沥青是制备高性能炭石墨材料良好的前驱体.     

掺Ti／Cu中间相碳合金作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能

采用机械合金化法将金属Ti、Cu掺杂到煤焦油沥青碳质中间相中,制备出掺Ti／Cu中间相碳合金。利用XRD分析产物的晶体结构,并测试产物作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能,用SEM观察摩损表面的形貌。结果表明：机械合金化掺杂金属Ti、Cu后,中间相碳合金的结晶有序度下降;中间相碳合金作为润滑油的添加剂具有良好的高温减摩抗磨性能,且随着栽荷的增大,其减摩抗磨性能更加显著。     

Oxidation and Mechanical Properties of SiC/SiC-MoSi2-ZrBa Coating for Carbon/Carbon Composites

To improve oxidation resistance of carbon/carbon （C/C） composites, a SiC/SiC-MoSi2-ZrB2 double-layer ceramic coating was prepared on C/C composites by two-step pack cementation. The phase compositions and microstructures of as-prepared multilayer coating were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The oxidation resistance at 1773 K and the effect of thermal shock between 1773 K and room temperature on mechanical performance of coated specimens were investigated. The results show that the SiC/SiC-MoSi2-ZrB2 coating exhibits dense structure and is composed of SiC, Si, MoSi2 and ZrB2. It can protect C/C composites from oxidation at 1773 K for more than 510 h with weight loss of 0.5%. The excellent anti-oxidation performance of the coating is due to the formation of SiO2-ZrSiO4 complex glassy film. The coating can also endure the thermal shocks between 1773 K and room temperature for 20 times with residual flexural strength of 86.1%.