基于模板法制备石墨基泡沫炭材料及其性能研究

摘要

本文采用天然鳞片石墨为主要原料,分别以沥青、氯化钠作为结合剂和模板剂,通过模板法制备得到5种石墨化泡沫炭材料。采用XRD衍射、激光导热仪、SEM和电子万能试验机等测试方法研究了粘接剂含量对多孔泡沫炭材料晶相显微结构、显气孔率和抗压性能的影响。多孔泡沫炭材料吸收液态石蜡后制备得到复合相变炭材料,通过热导率的测试表征了泡沫基炭及其相变材料的热导率,分析了多孔结构对热导率的影响。实验表明:基于模板法制备的泡沫基石墨炭中的孔隙是由模板剂溶出、石墨初始堆积以及沥青高温炭化气体形成的通道所构成的,制备过程中没有发生化学变化;粘接剂的添加量为1.8 g时,试样的显空隙率较高,但是抗压强度较低;5种试样的热导率为0.09~0.12 W/(m·K),当沥青加入量为2.4 g时,得到最大的热导率为0.12 W/(m·K);抗压强度随着粘接剂的增多而呈降低趋势。通过泡沫炭封装石蜡的热导率测试表明该泡沫炭可以作为相变储热材料。