中间相炭微球（MCMB）制备高密度高强度炭/石墨材料研究
发布时间：2020-12-22 03:39
高密度高强度炭/石墨材料附加值高,应用广泛,如电极、高热交换器、火箭喉衬材料等。中间相炭微球（MCMB）具有良好的自烧结性,采用冷等静压成型,经热处理可以烧结成无粘结剂高密度高强度炭/石墨材料。本文主要以具有自烧结性能的MCMB作为原料,制备无粘结剂炭/石墨材料以及添加中间相沥青、中间相沥青氧化粉制备炭/石墨材料。以23μmMCMBs为原料制备无粘结剂炭材料,探讨了热处理温度对样品显微结构、热失重、线收缩、体收缩、密度、强度、电阻率的影响和炭材料各向同性度。样品热失重主要发生在250℃900℃°,当热处理温度为500℃至1100℃时,样品发生较大收缩。当热处理温度达到1300℃时,热失重率为9.72%,线收缩率与体积收缩率分别为12.26%、32.46%。样品体密度为1.75g/cm3,抗折强度与抗压强度分别为83.5MPa、333MPa,各向同性度为1.04。探讨了以23μm MCMBs为原料,添加不同比例11μm MCMBs破碎粉料、5μm MCMBs破碎粉料制备无粘结炭材料对其结构及性能的影响。结果表明添加一定比例11μmMCMBs及5μmMCMBs可提高生坯及炭材料密度,但抗折...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?“微域构筑”理论??
?？中间相球体??片雛奸??图１．１?“微域构筑”理论??王成扬等学者提出了?“颗粒基本单元结构”理论［１５’１６］：中间相的形成和发展过程??为三级连续构筑过程，沥青在加热过程中，芳香分子逐渐长大，大片层堆积形成??构筑单元／颗粒构筑单元，最后这些构筑单元逐步堆积形成中间相球体ＵＭ６］，过程??如图１．２所示。中间相小球制备过程中，采用较高保温温度，较短的保温时间或??者低温保温，保温较长时间，会获得不同内部结构的中间相小球［１７］。Ｈｏｎｄａ等人??通过考察喹啉可溶在３４０°Ｃ与３７０°Ｃ下生成的中间相小球，发现在低温下生的中间??相小球与已经发现的三种结构（地球仪型［８］，洋葱型［１８］，同心圆型［１９］结构有所差??异，类似于第四种结构，如图１．３所示。??：紅：零—Ｓ?－??（ａ＞平面分子?（ｂ）中间相构筑承元?＜ｃ）中间相小球?（ｄ＞炭化后的中间相小球??图１．２?“颗粒基本单元结构”理论??ＭＣＭＢ主要的制备方法分为热缩聚法
图２．１制备工艺步骤??制备无粘结剂各向同性炭材料主要经过筛分、成型、切样、炭化过程，制备??工艺步骤如图２．１所示。将原料ＭＣＭＢｓ缓慢加入等静压成型模具中振实后密封??（制备ＭＣＭＢｓ不同粒径配比各向同性炭材料采用机械方式混合均匀）；再将填??好料的模具放入冷等静压机中，加压至１５０－２００ＭＰａ保压时间分别为３ｍｉｎ、６ｍｉｉｉ、??９ｍｉｎ，取出并脱模得直径为５３－５５ｍｍ，高为９７－９８ｍｍ生坯；并将生坯切成１５Ｘ??１５Ｘ６０ｍｍ的长条及边长为１２ｍｍ的正方体；将切好的样品在Ｎ２保护下使用管式??炉进行热处理，测试生坯密度和表观尺寸；后将切好的样品置于管式炉中在Ｎ２??气氛保护下分别升温至２５０°Ｃ、５００°Ｃ、７００°Ｃ、９００°Ｃ、１１００°Ｃ、１３００°Ｃ进行热处??理，１００（ＴＣ以下升温速率为１０°Ｃ／ｍｉｎ，?１０００°Ｃ以上升温速率为５°Ｃ／ｍｉｎ。??２．２．２添加粘结剂制备各高密高强炭／石墨材料??添加中间相沥青及中间相沥青氧化粉制备各向同性炭／石墨材料，将制备的中??间相沥青使用行星球磨机通过调节时间和转速将粒径磨至平均粒径为１１ｐｍ，按??比例１％、３％、５％采用机械分散的方式将ＭＣＭＢｓ和中间相沥青混合均匀，随即??将混合原料装进橡胶模具中
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间相沥青的热分解行为对其发泡的影响[J]. 杨小军,查庆芳,郭燕生,李士斌. 炭素技术. 2009(04)
[2]高密度各向同性炭材料的应用及研究现状[J]. 吴刚强,郎中敏. 内蒙古石油化工. 2007(11)
[3]碳质中间相形成机理研究[J]. 李同起,王成扬. 新型炭材料. 2005(03)
[4]MCMB超细粉末特性及其成型工艺对烧结体性能的影响[J]. 卢秀荣,王成扬,范启明. 新型炭材料. 2004(02)
[5]延迟焦化工艺进展[J]. 胡德铭. 当代石油石化. 2003(05)
[6]氧化处理对煤沥青基中间相炭微球自烧结炭块性能的影响[J]. 高燕,宋怀河,陈晓红. 新型炭材料. 2002(04)
[7]煤焦油系中间相炭微球的制备[J]. 姜卉,王成扬,郑嘉明. 炭素. 2001(03)
[8]生石油焦制备高密度炭素材料的工艺研究[J]. 贺持缓,周声励,刘其城,王六堂,孙迪英. 炭素. 1999(03)
[9]由中间相炭微球制备高密度各向同性炭[J]. 吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,吴东. 炭素. 1998(04)
[10]热过滤在中间相炭微球的制备过程中的作用[J]. 吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,吴东. 炭素. 1997(04)
博士论文
[1]碳质中间相结构的形成及其相关材料的应用研究[D]. 李同起.天津大学 2005
本文编号：2931067
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?“微域构筑”理论??
?？中间相球体??片雛奸??图１．１?“微域构筑”理论??王成扬等学者提出了?“颗粒基本单元结构”理论［１５’１６］：中间相的形成和发展过程??为三级连续构筑过程，沥青在加热过程中，芳香分子逐渐长大，大片层堆积形成??构筑单元／颗粒构筑单元，最后这些构筑单元逐步堆积形成中间相球体ＵＭ６］，过程??如图１．２所示。中间相小球制备过程中，采用较高保温温度，较短的保温时间或??者低温保温，保温较长时间，会获得不同内部结构的中间相小球［１７］。Ｈｏｎｄａ等人??通过考察喹啉可溶在３４０°Ｃ与３７０°Ｃ下生成的中间相小球，发现在低温下生的中间??相小球与已经发现的三种结构（地球仪型［８］，洋葱型［１８］，同心圆型［１９］结构有所差??异，类似于第四种结构，如图１．３所示。??：紅：零—Ｓ?－??（ａ＞平面分子?（ｂ）中间相构筑承元?＜ｃ）中间相小球?（ｄ＞炭化后的中间相小球??图１．２?“颗粒基本单元结构”理论??ＭＣＭＢ主要的制备方法分为热缩聚法
图２．１制备工艺步骤??制备无粘结剂各向同性炭材料主要经过筛分、成型、切样、炭化过程，制备??工艺步骤如图２．１所示。将原料ＭＣＭＢｓ缓慢加入等静压成型模具中振实后密封??（制备ＭＣＭＢｓ不同粒径配比各向同性炭材料采用机械方式混合均匀）；再将填??好料的模具放入冷等静压机中，加压至１５０－２００ＭＰａ保压时间分别为３ｍｉｎ、６ｍｉｉｉ、??９ｍｉｎ，取出并脱模得直径为５３－５５ｍｍ，高为９７－９８ｍｍ生坯；并将生坯切成１５Ｘ??１５Ｘ６０ｍｍ的长条及边长为１２ｍｍ的正方体；将切好的样品在Ｎ２保护下使用管式??炉进行热处理，测试生坯密度和表观尺寸；后将切好的样品置于管式炉中在Ｎ２??气氛保护下分别升温至２５０°Ｃ、５００°Ｃ、７００°Ｃ、９００°Ｃ、１１００°Ｃ、１３００°Ｃ进行热处??理，１００（ＴＣ以下升温速率为１０°Ｃ／ｍｉｎ，?１０００°Ｃ以上升温速率为５°Ｃ／ｍｉｎ。??２．２．２添加粘结剂制备各高密高强炭／石墨材料??添加中间相沥青及中间相沥青氧化粉制备各向同性炭／石墨材料，将制备的中??间相沥青使用行星球磨机通过调节时间和转速将粒径磨至平均粒径为１１ｐｍ，按??比例１％、３％、５％采用机械分散的方式将ＭＣＭＢｓ和中间相沥青混合均匀，随即??将混合原料装进橡胶模具中
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间相沥青的热分解行为对其发泡的影响[J]. 杨小军,查庆芳,郭燕生,李士斌. 炭素技术. 2009(04)
[2]高密度各向同性炭材料的应用及研究现状[J]. 吴刚强,郎中敏. 内蒙古石油化工. 2007(11)
[3]碳质中间相形成机理研究[J]. 李同起,王成扬. 新型炭材料. 2005(03)
[4]MCMB超细粉末特性及其成型工艺对烧结体性能的影响[J]. 卢秀荣,王成扬,范启明. 新型炭材料. 2004(02)
[5]延迟焦化工艺进展[J]. 胡德铭. 当代石油石化. 2003(05)
[6]氧化处理对煤沥青基中间相炭微球自烧结炭块性能的影响[J]. 高燕,宋怀河,陈晓红. 新型炭材料. 2002(04)
[7]煤焦油系中间相炭微球的制备[J]. 姜卉,王成扬,郑嘉明. 炭素. 2001(03)
[8]生石油焦制备高密度炭素材料的工艺研究[J]. 贺持缓,周声励,刘其城,王六堂,孙迪英. 炭素. 1999(03)
[9]由中间相炭微球制备高密度各向同性炭[J]. 吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,吴东. 炭素. 1998(04)
[10]热过滤在中间相炭微球的制备过程中的作用[J]. 吕永根,凌立成,刘朗,张碧江,吴东. 炭素. 1997(04)
博士论文
[1]碳质中间相结构的形成及其相关材料的应用研究[D]. 李同起.天津大学 2005
本文编号：2931067
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/2931067.html
