肥煤镜质组基炭泡沫孔泡结构调控

摘要

炭泡沫(carbon foam)是一种具有三维网状结构的多孔轻质炭材料。本文以肥煤镜质组富集物为前驱体原料,采用高压渗氮法制备炭泡沫.主要研究发泡温度、发泡压力,发泡时间对于炭泡沫孔结构、体积密度、气孔率的影响.采用SEM观察炭泡沫的孔泡形貌,同时利用分析软件统计SEM照片孔泡直径分布、平均孔径以及孔喉直径分布.最后根据微孔塑料成核理论对炭泡沫发泡成核行为进行解释.结果表明:微孔塑料成核理论可以定性解释孔泡的结构变化趋势.随着捣固压力的提高,炭泡沫的平均孔胞直径转件减小.发泡温度的升高,导致成核密度增加,另外温度高导致气体在胶质体的溶解度降低,不利于孔泡长大.发泡压力的增大,导致炭泡沫的孔泡密度增加,临界成核半径降低,另外,发泡压力升高加剧了热聚合反应,导致胶质体的粘度增大,不利于孔泡长大.发泡时间的延长会使热聚合更加充分,影响胶质体粘度,进而影响孔泡孔结构.