制备工艺对中间相沥青基泡沫炭结构的影响

以煤沥青基中间相沥青为前驱体制备泡沫炭生料,经850℃和2300℃热处理分别得到炭化和石墨化泡沫炭,研究了发泡工艺参数和热处理温度对泡沫炭微观结构的影响。结果表明,较快的升温速率使泡沫炭易形成开孔型结构;随着压力的增大,泡沫炭的孔径减小、密度增大、孔隙率降低;经炭化和石墨化后泡沫炭孔径有所收缩,孔间的连通性增强;泡沫炭石墨化后孔壁及其韧带大部分转化成为高取向度的石墨晶体结构,微晶层间距和石墨化度分别为0.3376nm和0.733。     

硫逸出对高温炭性能的影响——噻蒽及噻蒽-蒽母体

研究了噻葸、葸、及17％噻蒽和83％蒽混合物的炭化(525℃)和石墨化(2500℃),噻葸炭化后生成密度较低的非石墨化炭。1200～2500℃热处理时,由于硫的不断逸出,闭气孔率增加,引起密度进一步下降。混合物炭化后生成可石墨化炭,与葸在同样温度下的炭化物具有相同的晶体参数,但与蒽的炭化物相比,混合物的炭化物在热处理过程中密度下降比较明显,硫含量的减小主要发生在1400～1600℃。密度的变化似乎是由于微晶顺序的破坏使得直径小于2000A的开气孔的体积增加而产生的。混合物炭化产物和所报道的高硫石油焦类似,在石墨化过程中产生不可逆膨胀(晶胀)。     

中间相炭微球模压高密高强炭/石墨材料的XRD研究

以中间相炭微球(MCMB)为原料,在100 MPa的压力下冷模压成型后,再经过热处理得到高密高强炭/石墨材料.考察了不同热处理温度对制品的力学性能以及微晶结构的影响.实验结果表明,MCMB制品具有较高的机械强度;制品的石墨化程度随热处理温度的提高而迅速提高,热处理温度超过2 400℃后,制品已经呈现出石墨化特征,经过2 800℃处理后,制品的石墨化度达刭了78%.     

炭素制品石墨化电阻炉功率自动控制数学模型

石墨化电极的生产能耗可以通过选择石墨化炉热处理坯料的最佳制度的办法来降低。在石墨化过程中,影响石墨化电极质量的决定性因素是最终温度(不低于2800℃)。但是,由于处于不均匀温度场的被石墨化电极的热强度不同,所以就限制了快速升温。之所以产生不均匀温度场是由许多因素决定的,其中主要的是:被石墨化制品在艾奇逊炉中的加热是间接的,炉中被加热炭素材料(坯料和炉     

大规格电极石墨化工艺的改进

1.引言炭材料在1400～2000℃内石墨化对热变化和单位时间内的高温变化极其敏感。温度达到1400℃,炭材料只有二维结构有序化。高于1600℃,发生立体结构有序化,晶体平面开始转移,增长。石墨化工艺在2400℃以上完成。温度进一步升高将导致层面间距的减少,晶体区域逐步有序化。在1400～2000℃范围内,炭材料热处理密度降低,导致结构上的变化,排     

球形燃料元件热处理中尺寸和质量的变化

为实现高温气冷堆球形燃料元件先车削后炭化和高温纯化等热处理的工艺,必须对热处理过程中元件的尺寸和质量等参数的变化及其影响因素进行研究。研究表明,炭化过程中基体石墨球毛坯的平均失重约占热处理过程中毛坯总失重的99.7%,毛坯沿赤道和两极方向的平均尺寸收缩率分别约为0.64%和0.88%,呈现一定的各向异性;而高温纯化过程中,毛坯的微量失重主要是由于位于热解炭与边缘的氢原子发生断裂所致,其沿赤道和两极方向的尺寸收缩率分别为0.24%和0.25%,为各向同性,主要与高温下热解炭结构中石墨的有序化有关。热解炭石墨有序化程序的提高有利于提高球形燃料元件的综合性能。     

聚丙烯腈基炭纳米球的制备

采用低浓度水相分散聚合的方法合成了粒径在230 nm～250 nm的聚丙烯腈球,对其依次经过冷冻干燥、氧化及炭化工艺,用扫描电镜对炭化后的样品形貌进行了观察.结果表明,聚丙烯腈球炭化后转化为粒径在170 nm～190 nm之间的炭纳米球.炭纳米球经1 500 ℃,2 300 ℃及2 800 ℃的高温处理后,X射线衍射仪分析表明,在2 300 ℃处理温度以上可以得到石墨化度明显增加的炭纳米球.     

X射线衍射法对树脂炭微观结构测试分析

用X射线衍射法对不同条件下制备的酚醛和糠醛树脂炭进行了测试分析.酚醛树脂620 ℃炭化处理后样品开始出现微弱的(100)晶面衍射峰,表明已产生了一些石墨微晶.当炭化温度达1 000 ℃时,(006)和(110)晶面衍射峰也开始出现.但从总的趋势上看,1 000 ℃处理的酚醛树脂炭化产物石墨化程度还较低,仍属于无定形炭范围.620 ℃炭化处理的糠醇炭化样品则出现了明显尖锐的(100)晶面特征衍射峰,同时在衍射角为65°和82°附近,还发现了(110)晶面和(006)晶面产生.在较低温度炭化处理后能同时观察到几种表征石墨化程度的特征衍射峰,表明糠醇树脂是一种较易石墨化的有机高分子材料.     

沥青基炭膜的制备研究

以煤沥青为原料经热处理、预氧化和炭化等工艺制备了炭膜,研究了制备条件对炭膜性能的影响及其气体分离的机理。结果表明,制备炭膜的最佳条件是热处理温度３７０℃,时间１２０ｍｉｎ;预氧化温度２２０℃,时间１２０ｍｉｎ,炭化温度９００℃。炭膜的气体分离机理是努森扩散,在高压差时伴有粘性流。     

制备工艺参数对煤基炭泡沫性能的影响研究

本文以煤为原料,采用简单的工艺路线在常压下成功制备了炭泡沫材料,考察了机械压力、炭化升温速率、石墨化温度对煤基炭泡沫性能的影响情况。研究表明:1)炭泡沫材料的体积密度和压缩强度随着压力的增加不断提高,其中压缩强度最低为10.21MPa,最高可以达到16.47MPa,并且炭泡沫均表现出脆性断裂的特征;2)炭化升温速率的提高,体积密度逐渐减小,压缩强度也随之降低,同时炭化升温速率的变化并未改变材料脆性断裂的特征;3)石墨化温度的升高,材料的体积密度随之增大,但温度的升高造成高温热应力增大,导致压缩强度降低。     

氧化铁 硫 氧化硅和粘土在炭石墨化过程中的催化作用及其在工业应用中的可行性

本文研究了氧化铁、硫、氧化硅和粘土等对炭制品石墨化的催化作用,探讨了上述物质的催化机理以及它们对制品理化性能的影响和工业应用的可行性。发现这些物质列碳的石墨化均具有一定的催化作用。但由于硫在石墨化过程中会产生“puffing”效应,粘土会使制品内部产生许多微小裂纹,都使制品的体积密度和抗压强度迅速下降;氧化硅在热处理过程中生成碳化硅而不能在较低的温度下挥发逸出,因此,这三种物质作为炭制品石墨化的催化剂应用于工业生产是不可行的。氧化铁不仅对炭制品的石墨化具有很好的催化作用,而且,还可使制品的某些性能得到一定的改善,同时,对硫的“puffing”效应具有理想的抑制效果,是工业生产应用的一种理想的催化剂。氧化硅和氧化铁的混合物在其比例为2:8时,也具有一定的工业应用价值。     

石墨化过程中炭电极温度的测定

石墨化过程中,炭电极的温度在1200℃以前用Pt/Pt—10％Rh热电偶测量,直到2800℃用光学高温计(波长0.8～1.1μm)测量。本文详细叙述了高温测量所用的装置。     

高炭树脂芳基乙炔聚合物炭化过程研究(Ⅱ)

通过XRD、FTIR和DTA等分析方法研究了芳基乙炔聚合物的炭化过程,结果表明:芳基乙炔聚合物的炭化过程可大致分为3个阶段;炭化温度在350～500℃时,聚合物结构变化较小;炭化温度在500～600℃时,聚合物主链结构被完全破坏,并转变为玻璃炭结构;炭化温度在600～900℃时,随炭化温度的增加,炭化物由玻璃炭结构逐渐向乱层石墨结构转变。     

氧化铁 硫 氧化硅和粘土在炭石墨化过程中的催化作用及其在工业应用中的可行性

本文研究了氧化铁、硫、氧化硅和粘土等对炭制品石墨化的催化作用,探讨了上述物质的催化机理以及它们对制品理化性能的影响和工业应用的可行性。发现这些物质列碳的石墨化均具有一定的催化作用。但由于硫在石墨化过程中会产生“puffing”效应,粘土会使制品内部产生许多微小裂纹,都使制品的体积密度和抗压强度迅速下降;氧化硅在热处理过程中生成碳化硅而不能在较低的温度下挥发逸出,因此,这三种物质作为炭制品石墨化的催化剂应用于工业生产是不可行的。氧化铁不仅对炭制品的石墨化具有很好的催化作用,而且,还可使制品的某些性能得到一定的改善,同时,对硫的“puffing”效应具有理想的抑制效果,是工业生产应用的一种理想的催化剂。氧化硅和氧化铁的混合物在其比例为2:8时,也具有一定的工业应用价值。     

文摘

<正>KCl对酚醛树脂炭化生长碳纤维的影响[刊,中]/吴小贤,李红霞,刘国齐,等//耐火材料,2015,49(1):1-5为了促进酚醛树脂在炭化过程中的石墨化,以工业液态酚醛树脂为碳源,微米尺度的KCl为催化剂,经混合、六亚甲基四胺固化处理后,在埋炭1 000℃保温3 h热处理条件下,研究了KCl添加量(掺入酚醛树脂质量的1%、3%、5%和7%)对树脂炭的物相、微观结构的影响及炭纤维的生长机制。结果表明:KCl催化后提高了树脂炭的石墨化程度,树脂炭中原位生长较多炭纤维和片状炭,炭纤维直径为30~200nm,长度可达10~20μm;KCl最优添加量为5%(质量分数),     

不同炭化压力下沥青炭结构特性的研究

将高温煤沥青和浸渍剂沥青在不同压力下炭化，在2500℃下对所得沥青炭进行石墨化处理；测试了所得沥青炭的体积密度、开孔率；利用扫描电子显微镜（SEM）观察了所得沥青炭的显微结构；利用XRD检测了不同炭化压力所得沥青炭石墨化处理后的石墨化度。结果表明：随着炭化压力的增大．沥青炭的体积密度增大而开孔率减小；随着炭化压力的增大沥青炭显微结构有从流线型向镶嵌型和域型转变的趋势：流线型结构沥青炭石墨化度较高；沥青中QI组分也会影响沥青炭的显微结构。     

制备工艺对炭/石墨密封材料性能及其结构的影响

以改性的填料（二次焦）为骨料炭,中温煤沥青为黏结剂来制备炭/石墨密封材料,考察了材料制备工艺条件对材料机械强度、开孔率以及微观结构的影响。研究表明,与传统的炭/石墨密封材料制备工艺相比,利用改性后的骨料炭所制备的炭/石墨材料具有较高的机械强度和相对均匀的孔径分布。此外,随着二次焦热处理温度的升高,最终材料的体积密度和机械强度增大,开孔率降低。当二次焦热处理温度升高到540℃时,最终所得材料的抗压和抗弯强度分别达到210.0MPa和67MPa,开孔率为19.3%。炭/石墨材料经浸渍金属Cu后,Cu颗粒在利用传统工艺制备的材料中的尺寸相对较大,且存在局部聚集或团聚,而在利用二次浆涂工艺制备的材料中则呈细网状结构且均匀分布。     

热处理温度对炭/炭复合材料性能的影响

对同一种炭／炭复合材料，经过不同温度热处理后的微观结构、石墨化度、导热系数、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了对比研究。试验表明：随着最终热处理温度的提高，易石墨化的热解炭偏振光下光学活性增强，而难石墨化的热解炭微观结构几乎没有变化；炭／炭复合材料的晶粒逐渐长大，层面间距缩小，石墨化度有较大提高；平行炭布方向的导热系数和垂直炭布方向的导热系数均有上升。同时，由于基体炭与炭纤维两者热膨胀系数的差别，热处理温度的提高，降低了基体与增强纤维的的结合强度，使炭／炭复合材料的抗弯强度降低。试验还表明：随着热处理温度的提高，炭／炭复合材料的摩擦表面逐渐形成薄而致密的自润滑膜，摩擦系数在经过一个峰值后趋于平稳状态，磨损量下降明显。经l800℃热处理的质量损失主要是由氧化造成的。     

Al-Zn复合低碳MgO-Al_2O_3-C材料埋炭热处理后的抗氧化性

为了研究Al-Zn复合低碳MgO-Al_2O_3-C材料在不同温度埋炭热处理过程中的变化及其对材料抗氧化性的影响,以电熔镁砂、鳞片石墨、Al粉和Zn粉为原料,分别制成Al复合和Al-Zn复合低碳MgO-Al_2O_3-C试样,经200℃烘烤12 h后,分别在600、1000、1 200和1 500℃埋炭热处理3 h,然后在空气气氛中进行室温至1 500℃的热重分析,并测量热重试验后试样的氧化层厚度。结果表明:1)在600℃埋炭热处理过程中,试样因树脂挥发变得多孔疏松,导致其抗氧化性变差。2)1 000~1 500℃埋炭热处理后,Al复合低碳MgO-Al_2O_3-C试样因原位生成非氧化物而致密化,抗氧化性随埋炭热处理温度的升高而增强。而Al-Zn复合试样在因原位生成非氧化物而致密化的同时,也因Zn的挥发而疏松化;并且随埋炭热处理温度的升高,疏松化超过致密化。因此,其抗氧化性随埋炭热处理温度的升高而变差。     

石墨化温度对预氧丝针刺复合材料微观结构及力学性能影响

以国产预氧丝针刺毡作为预制体,先采用炭化、化学气相渗积工艺,再分别于不同温度下进行石墨化处理最终制备出预氧丝针刺复合材料,并对所制材料的微观结构及其力学性能进行表征。结果表明:预氧丝针刺复合材料的石墨化度随石墨化温度的提高而提高,最高达到54.19%,弯曲强度随之下降。试样基体为粗糙层热解碳结构,在2200℃热处理温度下的样品具有较好的光学活性,弯曲强度为102MPa,力学性能保持良好。