炭电极浸渍用沥青的比较

一、引言人们用热重分析仪研究了浸入炭电极中各种煤焦油沥青的热解。就沥青对浸渍过程的适用性而言,本文提供了一种评价其性能的技术。     

前驱体对炭泡沫孔结构的影响

分别以煤沥青、石油中间相沥青和AR沥青为前驱体制备炭泡沫材料。采用GPC测定前驱体分子量,SEM观察所制炭泡沫的孔结构,光学显微镜测量所制炭泡沫的孔径及其分布。结果发现,由于煤焦油沥青不含中间相,且QI含量较高,导致在实验条件下不能直接制备出合格的炭泡沫。以石油中间相沥青和AR沥青为原料均能制备出具有分布均匀开孔结构,且微观各向异性的炭泡沫。由AR沥青制备的炭泡沫呈现平均孔径较小(212μm)、孔壁较薄、孔径分布较窄(180μm~300μm)、开孔率较高、以及韧带排列较规整等特点,表明低QI含量、低分子量且分布较窄的前驱体有利于发泡。     

煤焦油沥青对炭／炭复合材料成型和性能的影响

煤焦油沥青对炭／炭复合材料成型和性能的影响０引言用高压、高温浸渍工艺生产沥青基炭／炭复合材料减少了致密化循环次数，也提高了复合材料的最终密度。炭基体的微观结构极大地影响着复合材料的最终性能。反过来炭基体的微观结构又受到沥青前驱体物理—化学特性的影响。...     

炭/炭复合材料用基体前驱体煤沥青的研究动态

综述了近年来炭／炭复合材料用基体前驱体煤沥青的研究动态，重点阐述了不同改性方法对煤沥青的残炭率及高温流变性能的影响，指出了开发综合性能优良的改性煤沥青是制备低成本高性能炭／炭复合材料的关键。     

沥青炭的微观结构对其压缩强度的影响

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（SEU）观察了所得沥青炭的显微结构;利用XRD检测了所得沥青炭石墨化处理后的石墨化度;测试了所得沥青炭的压缩强度。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,压缩强度也随之增大;随着炭化压力的增大沥青炭显微结构呈由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,但也导致沥青炭的压缩强度降低。     

应用纳米压痕技术测试沥青炭的力学性能

以高温煤沥青为前驱体,采用液相浸渍技术制备了4D炭/炭复合材料。利用纳米压痕技术研究了后处理温度和炭基体位置对沥青炭力学性能的影响。研究结果表明,在同一工艺状态下,束内沥青炭的硬度和模量要远低于束间沥青炭的硬度和模量。经过900℃后处理的沥青炭的模量出现小幅降低,而硬度则出现一定的增加。     

高压浸渍-炭化制备炭/炭复合材料的组织结构

为研究高压浸渍-炭化制备的炭/炭复合材料的组织结构,以1 K PAN基高强度炭纤维为增强体,以调制中温煤沥青为基体前驱体,采用超高压浸渍-炭化工艺制备出2.5D沥青基炭/炭复合材料.采用偏光显微镜及SEM电镜对材料内部的组织形态进行了观察.研究表明:以中温沥青为基体前驱体所制备的炭/炭复合材料,在纤维束内,由于纤维之间的孔隙较小,形成的基体组织主要为镶嵌组织;而在纤维束之间,由于空间较大,出现的基体组织既有镶嵌型组织,也有域型组织.在沥青基炭基体中,有孔洞、裂纹、沟槽等缺陷.     

浸渍中间相沥青使炭／炭复合材料致密化

浸渍中间相沥青使炭／炭复合材料致密化１前言热固性树脂或煤焦油沥青被用作炭／炭复合材料［１］的基体前驱物，但它们的碳含量并不高。中间相沥青的碳含量高，且在高温下具有流动性，但在炭化过程中由于热解气体释出而大幅度膨胀。本文作者用炭纤维布和热固性树脂制造了...     

由炭布制备C／C复合材料工艺及性能的研究

为通过快速增密和低设备成本降低C／C复合材料的成本,采用中压浸渍、炭化多次循环的工艺制备了快速增密的C／C复合材料。该工艺以Z向增强的层叠炭布为增强体,不同软化点的中间相沥青和改性沥青为浸渍剂。考察了浸渍工艺,并研究了所得C／C复合材料的力学性能和断裂形貌。结果表明,中间相沥青及改性沥青等高残炭收率沥青是C／C复合材料极佳的浸渍剂,有利于快速增密。8次循环后（约2周时间）,复合材料的密度从0.84g/cm^3增至1.76g/cm^3。炭布层叠Z向增强的C／C复合材料有良好的力学性能,而且其性能随着密度的增加而提高。所得复合材料的密度达到1.76g/cm^3时,拉伸强度为87.03MPa,弯强为113.56MPa,压缩强度为199.49MPa。     

煤沥青基多孔炭材料的研究进展

我国能源结构是"富煤、贫油、少气",发展煤化工资源化利用技术对于保障国家能源安全不仅具有重要的战略意义,也有着广阔的市场前景。煤焦油,作为钢铁行业炼焦的副产物,主要由稠环芳烃组成,并且碳含量相对较高,目前主要以燃烧为主,带来了一系列能源和环境问题,因此实现煤焦油资源高效利用是急需解决的行业难题。从煤焦油出发制备功能性炭材料是探索煤焦油高附加值利用的有效途径,介绍了以煤沥青为原料合成多孔炭材料的主要技术和应用前景。分析表明,通过活化法或模板法等技术手段可实现炭材料比表面积和孔结构调控,但由于煤沥青原料的特点,单一的手段难以满足高性能炭材料的发展要求,因此,通过精细化工技术对煤沥青分子结构进行调控,改善煤沥青分子结构及其物理、化学性质,对于煤沥青基炭材料发展具有重要意义。     

C/C复合材料用浸渍剂沥青的研究

分别对两种不同组成的沥青及对苯二甲醛改性后的沥青的流变、浸渍性能及最终C/C复合材料的光学结构进行了研究.结果表明:沥青的流变性能越好、喹啉不溶物(QI)含量越低,其浸渍性能越好,并且其光学各向异性组织单元尺寸越大;与未改性沥青比较,改性沥青前两次浸渍-碳化循环的效率较高,其C/C复合材料的致密化效果显著.     

为化剂对沥青浸渍性能的影响

通过采用常压热缩聚、压力热缩聚、硫氧化等常规工艺和以呋喃树脂、均四甲苯和石油沥青为共炭化剂进行共炭化的方法对煤沥青改性,比较了不同工艺和不同共炭化剂对改善沥青浸渍剂综合性能的效果,希望提高沥青浸渍剂产炭率的同时使沥青仍保持良好的流动性。研究结果表明,硫氧化法使沥青产生了过度的交联,很高软化点的沥青只具有较低的产炭率水平;压力热缩聚可以得到综合性能较好的浸渍剂沥青。而通过选用合适的共炭化剂,可以进一步改善沥青浸渍剂的综合性能;石油沥青共炭化在经济上具有一定的优势。     

沥青基C/C复合材料的致密效率研究

以高温煤沥青为浸渍剂,国产PAN基炭纤维编织的轴棒法预制体为增强材料,采用浸渍炭化致密工艺制备了沥青基炭/炭(C/C)复合材料,考察不同制备步骤下预制体致密效率的变化情况,并用扫描电子显微镜观察了C/C复合材料及基体炭的微观形貌。研究表明,随循环次数的增多,材料密度逐渐增大,密度增量逐渐减小;中间石墨化处理略微降低材料的密度,但材料的最终密度可大于1.90g/cm3。通过显微镜发现沥青基C/C复合材料内部在微观上仍存在少量裂纹和孔隙,基体炭的形态主要有区域型、流线型和镶嵌型。     

添加剂对煤沥青在喹啉不溶物滤饼中渗透性的影响

本工作研究了添加剂对煤沥青的渗透性的影响.本研究采用的添加剂是阳离子型和非离子型添加剂的混合体系.它们对煤沥青的粘度和组成的影响很小,但是渗透性却有大幅度提高,根据达西定律和渗透系数方程对煤沥青浸渍动力学进行了讨论,认为添加剂起到了凝聚QI颗粒、增大有效尺寸和增大孔隙率的作用,改变了滤饼结构.随着其含量的增加,渗透性呈现先增加后减小的规律.通过对2D炭预制体致密化发现,添加剂能够提高煤沥青对高密度的预制体的致密化效率.     

炭/炭复合材料用煤沥青的改性及性能研究

以对甲基苯甲醛(4-methyl benzaldehyde,简称4-MB)为改性剂,在对甲苯磺酸(PTS)的作用下对煤沥青进行了改性研究.采用傅立叶红外光谱和核磁共振氢谱对煤沥青改性机理进行分析;采用扫描电镜观察改性煤沥青的形貌;采用热解重量分析仪分析改性沥青的热行为.实验结果表明,对甲基苯甲醛在酸性催化剂的催化作用下与煤沥青发生亲电取代反应,改性后煤沥青出现纤维结构,改性沥青的耐热性优良,残炭率大大提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体.     

粘结MoS2基钼固体润滑膜的抗承载能力和耐速度性能研究EI

为了探讨粘结MoS2基固体润滑膜在干摩擦条件下的抗承载能力和耐速度性能,使用国产的环一块摩擦磨损试验机在干摩擦下对粘结MoS2基固体润滑膜在不同载荷和不同速度试验条件下的摩擦磨损性能进行了研究.试验结果表明:粘结MoS2基固体润滑膜的承载能力有高达2100N,在0.512～3.84m/s的滑动速度范围内具有良好的抗磨减摩性能.对转移膜的研究结果表明高载高速试验条件有利于促进对偶表面生成高质量的转移膜.粘结MoS2基固体润滑膜具有良好的抗承载能力和耐速度性能的机理应归结于在摩擦过程中对偶表面高质量转移膜的生成.     

采用Z-Pin增强体的3D炭/炭复合材料层间断裂行为

采用炭纤维平纹织物和精细Z-pin制备了新型3D炭纤维预制件。炭基体采用等温化学气相沉积和高温煤沥青高压浸渍炭化制备。短梁剪切试验和开口拉剪试验用来表征Z-pin增强体对剪切破坏模式的影响。短梁剪切失效模式为似塑性，而拉剪失效模式为非似塑性破坏。分析了产生此现象的机制，短梁剪切假塑性失效由炭／炭复合材料叠层中纤维束内、纤维束间和叠层间微裂纹扩展形成，而产生拉剪失效的单一层间裂纹扩展不引起宏观假塑性现象。采用Z-pin作为提高层间剪切强度的增强体间隔1．5mm比间隔2，5mm可提高剪切强度40％～50％，陔技术将成为3D炭／炭复合材料预制体制备更为先进的技术．