中间相沥青基带状炭纤维及其炭/炭复合材料的制备研究

摘要

以萘系中间相沥青为原料，通过熔融纺丝、氧化稳定化和低温热处理制得了表面光洁平整的中间相沥青基带状纤维。以此带状纤维为基体材料，在其表面均匀涂覆适量的中间相沥青粘结剂，然后采用低温（400～500℃）热压成型工艺制备了炭/ 炭（C/C）复合材料，再对其进行高温炭化和石墨化处理，最终得到较低电阻率和较高热导率的C/C复合材料。研究了不同热处理温度下C/C复合材料的体积密度、电阻率和热导率，并采用电子显微镜对带状纤维及其复合材料的微观结构和形貌进行了分析。研究结果表明：低温热处理带状炭纤维截面平均宽度和厚度约为1.5mm和18μm，经热压复合后其形貌仍保持完整。C/C 复合材料随热处理温度的升高，体积密度呈上升趋势，电阻率呈下降趋势；经3000℃石墨化处理后的C/C 复合材料体积密度达到1.81g/cm3，沿纤维长轴方向电阻率低于1.6μΩm，室温热导率和热扩散系数高达750.47W/m.K 和552.83mm2/s。