酚醛树脂为粘结剂的多孔碳石墨材料制备与性能研究

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1、硕士学位论文酚醛树脂为粘结剂的多孔碳石墨材料制备与性能研究PREPARATIONANDPROPERTIESSTUDYOFPOROUSCARBONGRAPHITEMATERIALSWITHPHENOLICRESINBINDER阎权哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TM242学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文酚醛树脂为粘结剂的多孔碳石墨材料制备与性能研究硕士研究生阎权：导师张东兴教授：申请学位工学硕士：学科材料学：所在单位材料科学与工程学院：答辩日期2015：年7月授予学位单位哈尔滨工业大学：ClassifiedIndex:TM242U.

2、D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDPROPERTIESSTUDYOFPOROUSCARBONGRAPHITEMATERIALSWITHPHENOLICRESINBINDERCandidate：YanquanSupervisor：Prof.ZhangdongxingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceinEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：SchoolofMaterialSci.&

3、Eng.DateofDefence：July,2015Degree-ConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要碳石墨材料，具有比重小、耐热、高温强度高、耐磨性、导电、传热性好、自润滑性等一系列优良的综合特性。天然鳞片石墨为原料，残炭率较高的酚醛树脂粉末为粘结剂，经模压成型、等静压成型和焙烧而不需要经过石墨化过程，制备出性能良好的多孔碳石墨材料。本文分别从原料、成型压强、浸渍的角度，通过对粘结剂的种类和含量、天然石墨的种类、石油焦的含量、沥青焦的含量和等静压成型压力的不同，探究了对碳石墨材料的力

4、学、电学和孔性能的影响，并进行物相组成和微观形貌的测试分析。研究结果表明：（1）随着酚醛树脂用量的增大，碳石墨材料的结晶度增大，酚醛树脂含量为33wt.%的原料制得的碳石墨材料的抗弯强度和抗压强度可分别达到了40.7±0.47MPa，54.2±1.03MPa；（2）石油焦做骨料时孔隙率更低，且大孔数量比沥青焦少，有更多的小孔存在。（3）随着石墨用量的增大，制得的碳石墨材料的抗弯强度、抗压强度减小，电阻率减小；石墨粒度越小，孔隙率和孔径都会减小。（4）在一定范围内，成型压强对碳石墨材料性能的影响较小，成型压强为130MPa的碳石墨材料，具有较好的抗弯强度和抗压强度和电阻率。在一定范围

5、内成型压力对孔性能的影响较小。总孔隙率、孔径、孔的比表面积等一系列分型特征对碳石墨材料综合性能有重要影响。（5）以力学强度为材料的评价标准确定的未浸渍时的适宜配比为：石油焦：沥青焦：酚醛树脂：石墨=4.5：1.5：3.5：1；（6）石油焦作骨料的碳石墨材料经过一次浸渍酚醛树脂后，抗弯强度和抗压强度最高可分别提高到了45.7±0.47MPa，75.2±1.03MPa，电阻率降低不明显。关键词：碳石墨材料；酚醛树脂；力学性能；孔性能-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractCarbonorgraphitematerials,withaseriesofexcellentprop

6、erties,suchastheproportionofsmall,highheatresistance,hightemperaturestrength,wearresistance,electricalconductivity,self-lubricationandsoon.Thepapercostnaturalflakegraphiteasrawmaterials,highcharyieldphenolicresinpowderasabinder,goingbythemolding,isostaticpressingandfiringwithouttheprocessofgra

7、phite,madeagoodperformancepreparedporouscarbonorgraphitematerials.Thispaperfromrawmaterials,moldingpressure,dippingangles,throughdifferenttypesandcontentofthebinder,thetypeofnaturalgraphitecontentofpetroleumcoke,pitchcokecontentanddiffe