中间相沥青及其泡沫炭的制备研究

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1、天津大学硕士学位论文中间相沥青及其泡沫炭的制备研究姓名：张伟申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王成扬20061201中文摘要科学技术是人类文明进步的基本推动力，新材料决定着其它新兴技术，是科技发展的先导也是人类文明大厦的基石。随着时代的发展，各种具有优良性能的新材料不断出现。中间相沥青基泡沫炭(MPCF)作为一种新型高导热炭材料，具备独特的结构和优异的物化性能，在航空、航天和众多高新科技领域都具有广阔的应用前景，从问世起该材料的研究及应用就一直倍受瞩目。中间相沥青基泡沫炭的优异性能源于理想的泡孔结构，发泡工艺和前驱体性质是决定孔径分布、开孔情况的重要因素。实验以热缩

2、聚方法制备中间相沥青，再以自制中间相沥青为前驱体采用自挥发方法制备泡沫炭，经焦化、炭化、石墨化获得最终产品。本文在研究中间相沥青及其泡沫炭制各工艺基础上，重点考察了不同焦化条件(分别焦化4h和lOh)、不同中间相含量前驱体(中间相含量分别为30％和100％)、不同性质体中间相前驱体(中间相含量100％，软化点分别为295℃和335。C)对泡沫炭结构及性能的影响。利用SEM、XRD、偏光显微镜等测试手段对泡沫炭微观形貌、孔隙分布等结构参数进行了表征分析。研究表明，泡沫炭的结构与性能可以通过发泡压力、温度以及焦化时间等工艺调整，而前驱体中间相沥青的性质优劣也是决定因素。长时间焦

3、化条件得到的泡沫炭具有更好的分子取向和更高的石墨化度(86％)；非完全100％中间相含量的前驱体发泡制备泡沫炭也是可行的，但发泡条件不易控制，发泡效果也不理想：自制的体中间相沥青在很宽的温度范围(430—500。C)均容易获得孔径均匀的泡沫炭，相同制备条件下低软化点前驱体发泡效果更好：所得泡沫炭孔径大而均匀(350-1000pm)，孔壁薄，孔隙率高(83％,-90％)，炭化后分子取向更好，石墨化后石墨化度更高。关键词：中间相沥青泡沫炭石墨化SEMABSTRACTScienceandtechnologyiSthebasicunpetusofcivilization．Ngwma

4、terialsdeterminethenewtechnologies．Inthemovement,newmaterialswithgoodpropertiesappearconstantly．Asanewkindofcarbonmaterialswithhighthermalconductivity,mesophasepitchbasedcarbonfoamshavespecialstructures，excellentpropertiesandhavebroadforegroundinaviation。spaceflightandmanyhigh·technologyfi

5、elds．Theresearchandapplicationofthematerialhasbeenafocusofattentionsinceitcameout．111eexcellentpropertiesofthemesophasepitchbasedcarbonfoamsarebecauseoftheirperfectcellstructure．Frothingprocessandpropertiesofprecursorsdecidetheporesizedistributionandthehole—openingstates．Mesophasepitcheswe

6、repreparedbyusingthetraditionalpyrocondensationmethod．ThentheobtainedmesophasepitcheswereusedasprecursorstOpreparecarbonfoamsbyself-volatilizationway．Aftercoking，carbonizingandgraphitizingcarbonfoamsweregained．Onthebaseofresearchingthepreparationprocessesofmesophasepitchesandcarbonfoams，th

7、etextresearchedtheeffectofdifferentcokingconditions(coking4hand10hrespectively)，precursorswithdifferentmesophasecontent(mesophasecontent30％and1OO％respective)andprecursorswithdifferentproperties(mesophasecontent100％，softeningpoint295℃and335℃respective)tothestru