掺杂硅再结晶石墨微观结构及其性能的研究

史景利¹，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、硅粉作添加剂,采用热压工艺制备了一系列不同质量配比的掺杂硅再结晶石墨.考察了不同质量配比的添加硅对再结晶石墨的热导率、电阻率和抗弯强度的影响以及微观结构的变化.结果表明:与相同工艺条件下制备的纯石墨材料相比较,掺杂硅再结晶石墨的导热导电性能均有较明显的提高,而力学性能却有所降低.与纯石墨材料相比较,当硅掺杂量为4wt%时,再结晶石墨电阻率可降低25%;而当硅掺杂量超过4wt%时,对再结晶石墨的电阻率影响不大.室温下,RG-Si-6再结晶石墨的层面方向热导率可达325W/(m*K).微观结构分析表明,随着硅掺杂量的增加,石墨微晶的石墨化度以及微晶尺寸均增大,晶面层间距d002降低.原料中掺杂硅量为6wt%时,再结晶石墨的石墨化度为94.3%,微晶参数La/为194nm.XRD分析表明,硅元素在再结晶石墨中以α-SiC的形式存在.硅对再结晶石墨制备过程的催化作用可以用碳化物分解机理来解释.

关键词:热导率; 电阻率; 掺杂硅; 再结晶石墨; 微观结构;

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