酚醛树脂微型泡沫碳的制备及力学性能研究.pdf

摘要论文题目:酚醛树脂微球型泡沫碳的制备及力学性能研究学科专业:光学研究生:王粟田签名:指导教师:吕惠民教授本文结合前入经验,在Ⅺ眦早在世纪年代,由紫炔捎萌裙绦允髦懈呶绿蓟玫搅艘种网状玻璃质泡沫碳。随着人们对材料的认识程度越来越高,对材料性能的要求也越来越苛刻,直到上世纪年代,美国科学家利用中间相沥青通过高压发泡制备出了一种高导热率新型泡沫碳,国内外对泡沫碳的研究热情空前高涨,随后亦出现了各种制备泡沫碳的方法,采用的原料种类也逐渐丰富。热擞曛票赋龅娜痛缧团菽己热嗽曛票赋龅目招奈⑶蛐团菽疾牧系幕∩希ü⒐劢峁褂呕提出了空心微球六角密排分布的微观结构理想模型。以该模型为理论基础,成功地制备出了六角密排微观结构的泡沫碳材料。该材料在保留上述两种类型泡沫碳材料原有特点的基础之上,克服了韧带网络型泡沫碳往往出现韧带裂纹和空心微球型泡沫碳材料微观结构杂乱无章从而影响碳泡沫材料物理性能的缺陷。本文的实验工作主要分为三个阶段:一是前驱体的制备,包括酚醛树脂和酚醛树脂空心微球的制备。二是实验样品制备,主要包括酚醛树脂空心微球型泡沫材料制备和高温热处理得到的空心微球型泡沫碳样品。三是样品的测试与分析。测试结果显示,碳化后的样品依然保持了六角密排结构。碳化后,可以制备预期密度的泡沫碳材料,并且泡沫碳材料的压缩强度随着碳化温度升高而增加。延长保温时间也可以增加泡沫碳材料的压缩强度,最佳保温时间为,。计妆砻鳎分饕J且晕薅ㄐ吞嘉V鳌L蓟露壬撸涫ɑ仍高,同一温度下,适当延长保温时间也可以增加其石墨化程度。但样品整体石墨化程度较低,这是对材料导热性能不利的。关键词:泡沫碳;六角密排结构;扫描电镜;湎哐苌洌谎顾跚慷本论文得到陕西省教育厅基金,Ⅸ资助。
西安理工大学硕士学位论文
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种:一种称为石墨泡沫鷖蔷嬉陨细呶率ɑ碇聘鞯呐髀泡沫碳的结构和性能概述随着科学技术的进步和发展,现代材料在实际应用中被提出了非常苛刻的要求,如:耐高温、耐腐蚀、密度小、抗氧化、较强的机械强度、隔热或热传导性能好等。可以肯定,碳素材料具备上述所要求的性能。碳材料从宏观形貌来说有粒状、纤维状、膜状及块状含多孔体与致密体纫晃⒍⑷嘌男翁饩捅硐殖龈髯远捞氐男阅堋】。碳材料是集高分子材料、金属和陶瓷三者一些特殊性能于一身的一种独特的材料,使用范围非常广。碳材料大致分为碳制品类、碳糊类、石墨制品类和特种石墨制品类。早期主要用于各类电极、电刷、碳棒以及机车碳滑块等。近年来随着各种新型高性能碳材料的开发和深入研究,碳材料应用领域扩展到各行各业,涉及到很多领域的各个方面。近年来,复合泡沫碳材料在航天、航空、航海、军事等重要领域应用的比例越来越大,事实上,美国新一代超音速运输机上就大量使用了不同微观结构的碳碳复合泡沫材料,该材料不但具备上述碳材料特有的性质外,它的最突出的优点是基体与增强体都是碳元素,具有良好的界面结合,它的制备理论和方法对许多新型复合泡沫材料的研制和开发有着一定的借鉴意义泡沫碳材料是一种由无定形碳或石墨组成的具有高孑堵省⒏弑缺砻婊⒌兔芏取⒌热膨胀系数并具有一定机械强度的新型碳素材料。根据制备的热处理温度不同可以分为两沫碳材料,其石墨化处理后形成相互连接的石墨片层和韧带结构,具有高导热率和较高的力学性能。另一种称为碳泡沫簂,是仅经过碳化露纫话悴淮笥处理制备的泡沫碳材料,是由高温热解热固性树脂或聚合物得到玻璃态无定形碳结构,具有良好的绝缘性、吸附性以及热稳定性,结合其密度小、比强度高等特点,在航空航天、车船工业及建筑工业领域等被用作高性能隔热、保温材料。泡沫碳的研究历史可以追溯到世纪年代,是由鷗采用热固性树脂进行高温碳化得到的一种网状玻璃质碳泡沫4撕蟮拇笤级辏ǖ赖呐菽级嗖捎镁酆衔镒魑T现票福并多用于绝热材料。直到世纪年代出现了以中间相沥青作为原料制各泡沫碳材料,它具有可调的导热、导电性能、低密度、高强度、耐高温、耐热冲击等一系列优良的性能。此后又出现了更为廉价的利用煤作为前驱体来制备泡沫碳的方法,该泡沫碳具有高强度和优良的热绝缘性能。总体来说,目前制备泡沫碳前驱体的原料主要采用聚合物树脂、高性能沥青和煤系物等,制备方法也层出不穷,所制备的泡沫碳性能各有特点、不分伯仲。泡沫碳的结构取决于所采用的前驱体和制备的工艺条件,而其性能必然与其结构有着不可分割的关系。目前已经报道的泡沫碳结构主要分为三种:韧带网络型