文档介绍：东华大学硕士论文
学校代码: 10255
学号: 2060264
超临界流体制备中间相沥青基泡沫炭及导热性研究
S tu d y of th e T h erm al C on d u ctiv ity of M esoP h ase
P ite h 一b a se d C a rb o n F o a m P r e P a r e d w ith S u P er e ritica l F lu id
专业: 材料科学与工程
姓名: 辛诚
指导老师:
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阳异喊仰
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东华大学硕十学位论文超临界流体制备中间相沥青基泡沫炭及导热性研究
超临界流体制备中间相沥青基泡沫炭及导热性研究
摘要
中间相沥青基泡沫炭是将中间相沥青发泡,经氧化炭化以及石墨
化处理后形成的一种新型低密度炭材料。与其他前驱体泡沫炭相比,
中间相沥青基泡沫炭除了具备密度低、耐腐蚀、热膨胀系数小等优点
外,由于中间相沥青的显著各向异性和可石墨化性能,导热性能显著
提高,在航空航天以及民用领域有着广泛的应用前景。
本论文以中间相沥青为前驱体,利用超临界溶剂对中间相沥青良
好的渗透性和溶解性,在高压反应釜内通过压力释放制备中间相沥青
基泡沫炭,得到可控性良好的具有规整泡孔结构的泡沫炭。
在分析了不同溶剂在超临界状态下对中间相沥青泡沫炭结构性能
的影响规律基础上,研究了混合溶剂对泡沫炭孔结构以及韧带结构的
调控。研究了不同条件下发泡压力、温度、溶剂比例等因素对泡沫炭
孔结构和韧带结构的影响。考察了不同氧化和炭化以及石墨化条件下
泡沫炭导热性能的变化规律。分析了泡沫炭导热性能与其孔结构以及
韧带结构的关系。研究发现,混合溶剂的中间相沥青的溶解性和均相
成核性能得很大改善,使泡孔直径更加容易控制。通过选择不同混合
比例的超临界流体、选择合适的发泡条件,可获得结构可控、密度分
布在 3 之间、孔径分布均匀、平均孔径在 150- 1100林m 、
东华大学硕十学位论文超临界流体制备中间相沥青基泡沫炭及导热性研究
壁厚 15一100 林m 、孔隙率 9 1% 以上、开孔率高的泡沫炭,在此基础上,
对不同孔结构的泡沫炭的导热性能进行研究。
利用已有的多孔材料中常用的分形理论分析了所制备炭材料的导
热特性,尝试推导出并应用泡沫炭的面积分形堆数,构建了当量元泡
根据截面分形空隙分数,提出了一个计算泡沫炭导热率的模型, 并
以此计算出泡沫炭的导热系数并和实验中得到的数据进行对比。
关键词: 中间相,泡沫炭,超临界流体,导热
东华人学硕十学位论文超临界流体制备中间相沥青基泡沫炭及导热性研究
S tU d y of th e T h erm al C on d u ctiv ity of M esoP h ase
P itch 一b a se d C a rb o n F o a m P r eP a r e d w ith S u P er e r itiea l F lu id
A B S T R A C T
M e so P h a se P iteh 一b ase d eath o n fo a m , P reP ared fro m m e so P h a se
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