中间相炭微球为碳源制备炭材料的凝胶注模成型工艺

黄丽¹，赵莹莹¹，王卫敏¹，唐睿²，史忠旗¹，王继平¹

1. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室2. 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室

摘 要：以中间相炭微球为碳源,丙烯酰胺为凝胶体系,采用凝胶注模成型工艺制备炭坯体材料;设计了分批添加炭微球结合球磨处理以提高浆料中固相含量的方法;研究了凝胶注模成型工艺对炭微球浆料分散性、黏度、固相含量、凝胶反应及固化和干燥过程的影响。结果表明:在水基浆料中添加相对中间相炭微球质量分数为1%的分散剂,调节pH值到13时,浆料中的颗粒均匀分散、稳定存在;采用分批添加和球磨处理可以增大浆料中的固相含量,最高达到75%,此时浆料的黏度最大,为1.822Pa·s;随着引发剂用量的增大,诱导时间和凝胶反应时间急剧缩短,而催化剂用量对其影响不大,最终选择每30mL浆料添加0.4mL引发剂,0.6mL催化剂为宜;浇注前浆料充分真空除气以及干燥起始阶段用酒精置换温坯中的水分是保证炭坯体表面光洁、不开裂的关键因素。

关键词：中间相炭微球;凝胶注模;炭材料;固相含量;凝胶反应;