利用quot;二次焦quot;制备高强炭石墨材料.pdfVIP

第2l卷第4期 新型炭材料 V01．21No．4 NEW 2006年12月 CARBONMATERIAI．S Dec．2006 文章编号：1007—8827(2006)04-0302-05 利用“二次焦制备高强炭／石墨材料 刘占军1’。， 郭全贵1， 曹雅秀1， 刘长安1， 宋进仁1， 刘 朗1 摘要： 以“二次焦”为填料，煤沥青为黏结剂制备高强炭／石墨材料。考察了压粉平均粒度对材料机械强度、收 300 缩行为以及开孔率的影响。结果表明，用“二次焦”制备的炭／石墨材料具有较高的机械强度，经1 oC热处理后， 其开孔率在热处理温度为850℃时达到最大，随着热处理温度的进一步升高，开孔率逐渐下降。 关键词：“二次焦”；机械强度；收缩行为；开孔率 332 中图分类号：TB 文献标识码：A 1 前言 采用压力条件下焦化，有利于黏结组份渗入填料内 孔，因而具有较高的体积密度和强度¨5|；由于“二次 炭／石墨材料具有耐高温、耐腐蚀、自润滑等特 焦”具有一定含量的挥发份，提高了与黏结剂的浸 性，在许多领域得到了广泛应用¨刮。随着现代科技 润能力，对改善材料的最终机械性能有很大的作用。 的发展，各个应用领域对其性能提出了更高的要求。 因此利用“二次焦”作为骨料炭来制备炭石墨材料， 炭／石墨材料通常采用煅烧焦作为骨料炭、煤沥青作 有利于缓解骨料炭和黏结剂之间的体积收缩差异， 为黏结剂，经机械混合后成型、炭化、浸渍以及石墨 提高骨料与黏结剂间的界面结合强度，进而提高材 化热处理制得L5J。但是，采用上述方法，黏结剂质 料的机械强度；另外，由于骨料焦表面包覆的生焦有 量的三分之一以上在焙烧过程中分解挥发∞1，且由 效地增加了骨料焦与黏结剂在热处理过程中的收缩 于填料与黏结剂之间的体积收缩差异，造成炭／石墨 匹配性，使该类材料的制备不仅成品率高(达到 材料具有较高的气孔率、结构均匀程度差、界面明显 99％以上)，制造周期短，而且更适用于大规格尺寸 等缺点，导致最终材料的机械强度较低。如果采用 制品的生产。本文主要报道对碳源改性制备“二次 生焦为碳源，因其自身有一定含量的挥发份，不需要 焦”，并采用“二次焦”为骨料炭制备高密高强炭／石 黏结剂，颗粒表面即可相互黏结，可以避免在高温热 墨材料。以及热处理温度、压粉平均粒度对制品物 处理过程中，因填料和黏结剂的收缩程度悬殊而引 理性能的影响，与制品断面的SEM分析和其微观结 起组织结构的疏松，从而提高制品的致密度和机械 构的研究结果。 性能等’8J。但是，生焦的挥发份一般低于质量分 数10％，一次焙烧品密度、强度均不甚高，所以这种 2实验部分 工艺需要多次浸渍一炭化循环才能达到高密高强的 2．1实验原料 要求，而且焙烧过程中容易产生裂纹。近年来，人们 黏结剂：改性沥青(自制)，软化点为101oC；残 采用中间相炭微球(MCMB)作为原料制备高密高 炭率的质量分数为58％；挥发份的质量分数为 强各向同性炭／石墨材料一J4|，但因中间相小球体从 沥青中抽提工艺复杂，不仅生产成本高，而且成品率 35％。 填