中间相沥青自由炭化后形成的炭材料的结构特征

摘要

为考察具有不同织构的中间相沥青在炭化过程中形成的炭材料的结构特征,将三种中间相沥青前驱体进行了自由炭化处理。通过对比分析形成的炭材料的SEM断面结构和内部XRD、TEM微观结构特征,同时结合中间相沥青的组分构成和热处理过程中轻组分的逸出情况,发现中间相沥青前驱体的织构类型和轻组分构成与最终形成的炭材料的结构有密切的关系:中间相沥青前驱体中广域型织构越多,碳层的有序排列就越容易,且碳层的发育也越好。当中间相沥青中轻组分分子量分布窄时,由于轻组分集中释放造成了大量的气泡形成,这些气泡的形成可以促进碳层的进一步有序排列,但形成的炭材料为强度很低的泡沫材料。当中间相沥青中轻组分分子量分布宽时,热处理过程中轻组分缓慢释放,可以保持体系在热处理过程中始终有熔融的轻组分"润滑剂",形成的炭材料的碳层发育较好。但由于缺乏了气泡的微区剪切作用,形成的炭材料的碳层排列稍差。