中间相沥青及其炭纤维的显微结构和性能

中间相沥青基炭纤维(CF)的力学性能受中间相沥青的微结构和不熔化、炭化。石墨化过程的影响。本文考察了几种不同原料的中间相沥青的微观结构,乙沥渣油两个馏份的中间相沥青为细镶融并体,是难石墨化物质,而T渣油E馏份中间相沥青是由小球有序堆积形成的一种大的各向异性融并体,是易石墨化物质,中间相的不同结构直接影响CF的力学性能.用电子显微镜观察了CF的结构形态,由T渣油E馏份制成的中间相沥青炭纤维呈现放射状的径向结构,并存在孔隙裂纹.它们主要取决于中间相沥青的原料和不熔化、炭化和石墨化的工艺条件,最终影响CF的力学性能。     

中间相沥青基中空炭纤维的制备及其性能的研究

利用狭缝形喷丝板，将热缩聚和催化缩聚两种不同方法制得的中间相沥青纺制成中空纤维。着重研究了热缩聚法中间相沥青制得的中空炭纤维的力学性能。研究表明，中空炭纤维的力学性能比实心炭纤维显著提高。本文对这种提高的原因进行了分析。     

中间相沥青基炭纤维的研制

对不同的中间相沥青原料进行了微型纺丝机的试纺工作，探讨了中间相沥青的可纺性及炭纤维性能与中间相沥青性能的关系；采用自制的落球粘度计研究了BS－9中间相沥青原料的流变性能随温度变化的规律；同时对以BS－9为原料获得的沥青纤维进行了不熔化、炭化处理，研究了预氧化最终温度对炭纤维性能的影响。研究表明：中间相沥青本身的性质影响其可纺性并最终影响炭纤维的性能，在熔融纺丝过程中，要与纺丝工艺参数相互协调；落球法提供的可纺温度与微型纺丝机的纺丝实验基本吻合，为今后纺丝温度的选取提供了理论依据；不熔化处理温度是影响炭纤维性能的关键因素。以BS－9为原料，在本实验条件下，得到直径为10.03μm、拉伸强度为1.96GPa的沥青基炭纤维。     

中间相沥青炭纤维研究

本文采用石油重质渣油，通过加压－减压两段热缩聚方法调制中间相沥青，并对其进行了收率测算，元素分析，红外光谱分析、热台偏光显微镜观查等，研究了其组成和结构。将上述纤维经单孔纺丝、预氧化、炭化处理后，利用扫描电镜研究了所得炭纤维的横截面形态结构。实验结果表明：两段式热缩聚可获得中间相含量高、收率、热稳定性及可纺性好的中间相沥青。由该沥青制备的炭纤维横截面呈洋葱皮形态结构，平均直径１０μｍ，拉伸强度１．７８８ＧＰａ，断裂伸长１．１％。     

沥青基炭纤维的制备及应用研究进展

沥青基炭纤维是以沥青为原料制备的炭纤维,具有高模量、高导热、耐腐蚀、耐高温等优异性能,作为战略性新材料,在航空航天、军工和工业等领域应用广泛。本文介绍了通用级和高性能沥青基炭纤维的性能,阐述了沥青基炭纤维制备方法的研究进展,并综述了沥青基炭纤维的产业化发展情况和应用研究进展。     

活化方法对沥青基炭纤维表面的影响

以沥青基炭纤维（PCF）为原料,以H2O、CO2为活化剂,以氨盐混合液为浸渍剂,对不同活化条件制得的ACF进行了比较。结果证明：H2O与CO2复合活化的效果优于单一活化剂活化;活化温度的提高有利于沥青基活性炭纤维（PACF）比表面积的增加,表面处理对活化效果有显著影响。     

大直径中间相沥青基炭纤维的制备研究

以萘系中间相沥青为原料,通过熔融纺丝和随后的预氧化、炭化以及石墨化处理制备了中间相沥青基圆形炭纤维.研究了热处理温度对纤维导电性能和力学性能的影响,并采用红外光谱仪、元素分析仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对纤维的组成、形貌和微观结构进行了表征.研究结果表明：纤维在预氧化时形成的羟基、酰基等含氧官能团在随后的炭化、石墨化处理过程中消失;随热处理温度的升高,石墨微晶逐渐发育、长大,并沿纤维轴向高度取向,纤维的电阻率不断降低,力学性能不断增强;3 000℃石墨化纤维电阻率为1.3μΩ·m,对应的强度和模量值为1.6GPa和380 GPa.     

中间相沥青基异形炭纤维的研究与应用

综述了中间相沥青基异形炭纤维的研制历史,总结了影响异形炭纤维性能的主要因素,简单介绍了异形炭纤维截面微观结构的研究进展,并对这一领域今后的发展前景进行了展望。     

中间相沥青微球的活化

用KOH为活化剂,在不同活化条件下对中间相青微球进行活化,制备出比表面积为3182m^2/g,总孔容为2．45mL/g,苯吸附值为1320mg/g的高比表面积活性炭微球。研究了了KOH配比、活性温度和活化时间对活性炭微球的收率、比表面积和苯吸附值的影响。研究表明：随着KOH配比量或活化温度的提高,活化收率下降,活性炭微球的比表面积和七吸附值升高到一定值后下降;延长活化时间使活化反应进行完全,活性炭微球的活化收率、比表面积和苯吸附值仅有轻微变化。     

氧化速率对石油基中间相沥青炭纤维结构和性能的影响北大核心

以石油基中间相沥青为原料制备高性能沥青炭纤维,重点探究预氧化过程中升温速率对中间相沥青炭纤维结构和性能的影响。采用扫描电子显微镜、电子探针显微分析仪、纤维强伸度仪等分析手段研究了不同氧化速率下纤维的微观形貌、氧含量及分布、力学和导热性能。结果表明:随着氧化速率从0.5℃/min增大到1.3℃/min,石墨纤维均呈现大角度劈裂,热导率和拉伸强度出现先增大后减小的趋势。氧化速率越慢,中间相沥青纤维横截面上的氧含量分布越均匀,更容易获得综合性能更高的纤维。但是,过度氧化会导致沥青分子的氧化分解,从而降低纤维的热导率和拉伸强度。在0.7℃/min氧化速率下纤维皮芯结构效应最弱,石墨纤维性能最佳,热导率及拉伸强度分别为1029 W/(m·K)和3.09 GPa。     

石油系中间相沥青基泡沫炭的制备与结构研究

分别以中间相含量为100％和30％的两种石油系中间相沥青为前驱体制备泡沫炭，利用SEM、偏光显微镜观察泡沫炭的孔和孔壁等微观形貌，利用XRD分析石墨化泡沫炭的微晶结构。考察不同中间相含量前驱体的发泡性能，同时探讨了焦化手段对泡沫炭结构和性能的影响。结果表明，两种前驱体均能制备得到孔结构均匀、开孔率高的泡沫炭；100％中间相含量的前驱体相对更适合发泡；通过延长焦化时间可以优化泡沫炭结构、提高石墨化度，进而提高泡沫炭产品性能。     

纺丝工艺条件对中间相沥青基异形纤维形状的影响

采用Y形喷丝孔对中间相沥青的熔融纺丝进行了研究,纺丝温度、纺丝压力和纺丝速度是影响异形纤维截面形状的重要因素。通过调整纺丝工艺参数,可得到Y形、三角形和椭圆形等不同截面形状的纤维。     

纺丝温度对中间相沥青炭纤维结构性能的影响

以萘催化合成中间相沥青(MP-1)和热缩聚法制备中间相沥青(MP-2)两种中间相沥青为原料,对其进行簇组成分析、偏光显微镜观察及红外光谱分析,研究其组成及结构.采用实验室气压式单孔纺丝装置在不同温度下对两种中间相沥青进行熔融纺丝,探讨纺丝温度对炭纤维结构及性能的影响.研究表明:MP-1低温获得无规结构,高温出现中心放射状边缘洋葱皮混合结构;MP-2随纺丝温度升高依次出现无规结构、准洋葱皮结构和洋葱皮结构.中间相沥青原料的性质影响着纤维截面结构随纺丝温度变化的规律.     

中间相沥青碳纤维制取、结构与性能

阐述了中间相沥青碳纤维的制取过程以及结构与性能的关系,并与其他前驱体碳纤维进行了比较.以期能成功制取除超高模量以外的优异力学性能的中间相沥青碳纤维.     

中介相沥青及其碳纤维的应用

介绍了中介相沥青及其碳纤维作为复合材料、导热和绝热防辐射材料、高级电池阳极、高温润滑剂、碳泡沫等的各种用途,重点讨论了含碳复合材料的各种制备方法和应用。指出中介相沥青已成为制作碳材料的主要原料,它比碳纤维的另一种原料聚丙烯腈（ＰＡＮ）纤维具有更广阔的应用领域。     

发泡条件对中间相沥青基泡沫炭形成的影响

以石油系中间相沥青为原料，在不同发泡时间和压力、温度为440℃时发泡制得生料泡沫炭，经过氧化、炭化等处理得到了具有均一孔结构的泡沫炭。利用SEM观察孔结构并测定体积密度和真密度的方法计算出不同制备条件下所得到的泡沫炭的孔隙率的数据，发现泡沫炭的孔隙率与孔径主要受发泡压力的影响，可利用改变发泡压力的方法控制泡沫炭的孔结构。通过对泡沫炭生料进行氧化、炭化等后处理可有效地提高产物泡沫炭的密度、孔隙率和强度等材料性能。