由生物材料制备的绿色碳泡沫的物理及电磁屏蔽性能

摘要

以梧桐树含纤维的果实为原料、煤焦油沥青为粘合剂，通过粉末模塑法制备了100%绿色碳泡沫，目的是采用生物材料制备高强度，且可应用于物理、热和电磁屏蔽领域的多孔碳泡沫。在1000°C下不使用任何外部保护性气体，通过对梧桐树种子热解进行快速碳化。为比较分析，模制过程中在一些样品中混入了5％(质量分数)的氯化铁。氯化铁作为石墨化催化剂和活化剂，使材料比表面积从88增加到294m2/g，弯曲强度降低25%。由于材料中引入较多的石墨成分，其热稳定性得到改善，但热导率提高有限(从0.22提高到0.67W/(m·K))。经催化得到的碳泡沫在X波段的电磁屏蔽效能在20dB以上，反射率仅为8.26％~10.33％，表明吸收损耗是占主导地位的电磁屏蔽机理。这种新材料轻质、高度多孔，保留有机生物材料互连多孔形态，有望应用于高温隔热材料领域。