水热碳化制备碳微球及其在Al2O3–SiC–C浇注料中的应用

摘要

以淀粉为碳源,采用水热碳化法制备了粒径均匀、分散性良好的碳微球。研究了反应温度、淀粉浓度和反应时间对合成碳微球显微形貌和粒径大小的影响;用所制备的碳微球替代球形沥青制备了Al2O3–SiC–C浇注料,研究了碳微球替代量对浇注料流动性和常温力学性能的影响。结果表明：所合成的碳微球为无定形碳。随着反应温度的升高和淀粉浓度的增加,碳微球的粒径呈增大趋势。水热时间对碳微球粒径的影响较小,但过长的水热时间会导致碳微球团聚现象严重。水热温度为180℃、反应时间为12 h及淀粉浓度为0.5 mol/L时所制备的碳微球分散度好且粒径均匀,其平均粒径约为1.3μm。在相同加水量的条件下,当碳微球替代沥青的量为50%（质量分数）时,所制备浇注料的流动值提高了15 mm,其抗折和耐压强度分别从6.7及29.2 MPa增加至7.6和48.0 MPa。