掺杂锆再结晶石墨微观结构及其性能的研究

翟更太¹，邱海鹏¹，刘朗¹，宋永忠¹

(1.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西,太原,030001)

摘要:用煅烧石油焦作填料、煤沥青作粘结剂、锆粉作添加剂,采用热压工艺制备了一系列不同质量配比的掺杂锆再结晶石墨.考察了不同质量配比的添加锆对再结晶石墨的热导率、电阻率和抗折强度的影响以及微观结构的变化.实验结果表明,与相同工艺条件下制备的纯石墨材料相比较,掺杂锆再结晶石墨的导热、导电以及力学性能均有较大的提高.当锆掺杂量为6wt%时,再结晶石墨电阻率有明显的降低;而当锆掺杂量超过6wt%时,对再结晶石墨的电阻率影响不大.室温下,RG-Zr-12再结晶石墨的层面方向热导率可达410W/(m*K).微观结构分析表明,随着锆掺杂量的增加,石墨微晶的石墨化度以及微晶尺寸增大,晶面层间距降低.原料中掺杂锆量为12wt%时,再结晶石墨的石墨化度为97.7%,微晶参数La为475nm.XRD及SEM分析表明,锆元素在再结晶石墨中以碳化锆的形式存在.锆对再结晶石墨制备过程的催化作用可以用液相转化机理来解释.

关键词:热导率; 电阻率; 掺杂锆; 再结晶石墨; 微观结构;

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