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鉴于"炭"和"碳"在我国长期存在着用法上的混乱,有必要对炭素材料的定义加以规范. 广义上,炭素材料是所有纯碳材料和含碳的混合物的炭素物质的统称. 狭义上,炭素材料是指选用石墨或者无定型碳作为主要固体原料,辅以其他原料,经过特定的生产工艺过程而得到的无机材料.在工业上,一般都采用后者的概念. 炭素材料包括炭素原料和炭素制品两大类. 炭素原料主要有煤炭,焦炭,石油焦,沥青,煤沥青,石墨,金刚石,煤焦油等. 炭素制品种类繁多,规格,型号和物理化学性能迥异,用途也十分广泛.由于产品的用途不同,采用的原料及加工工艺就存在差异,其产品本身的物理化学性能也存在明显的差别.炭素制品按材质分,可分为炭质制品,半石墨质制品,天然石墨制品和人造石墨制品.若按使用功能可分成导电材料,结构材料和特殊功能材料3大类: (1)导电材料:如电弧炉用石墨电极,炭质电极,天然石墨电极,电极糊和阳极糊(自焙电极......
石墨化度是炭/炭复合材料最重要的结构参数之一.一般来说, 对于炭-石墨材料, 随着石墨化度的提高, 材料的导电, 导热性能提高, 摩擦磨损性能得到改善, 但是材料的力学性能受到损害.通过适当的石墨化处理可以调整炭/炭复合材料的性能.......
聚丙烯腈炭纤维是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到外观为白色粉末状的聚丙烯腈[见式(2-1)], 然后经过熔融纺丝, 预氧化炭化后而得到的炭纤维长丝. 聚丙烯腈原料的好坏直接影响制品性能的优劣以及制品的最终应用, 而制备工艺同样对制品的最终性能产生重要的影响.全过程连续进行, 任何一个工序出现问题都会影响稳定生产和炭纤维产品的质量(见图2-2).因此尽管拥有合格的PAN 原丝, 但要想得到合乎要求的炭纤维必须进行工艺条件的合理优化.图2-3是PAN基炭纤维的生产工艺流程图. 图2-2 聚丙烯腈炭纤维的制造工艺流程 图2-3 PAN基炭纤维生产工艺流程图 聚丙烯腈原丝在预氧化, 炭化过程中, 原丝中所含有氮, 氧, 氢等元素, 以H2O, HCN , CO2 , NH3 和N2 等形式释放.其预氧化, 炭化过程的化学反应式见反应(2-2......
炭阴极的焙烧目的,设备,工艺与炭阳极的焙烧一样,详见"3.9 焙烧工艺技术"部分.所不同的是阴极焙烧后,为达到铝电解阴极材料的要求,满足其良好的导电性,抗压强度,抗电解质和铝液的冲蚀和侵蚀,有效延长铝电解槽使用寿命等,需对阴极炭块进行浸渍和二次焙烧.......
首先, 在利用普通CVD原理的基础上, 增加了电磁场的作用, 在760 ℃左右的较低温度下, 通过工艺的优化, 成功制备出块体各向同性热解炭, 沉积速度最快可以达到0.25~0.37 mm/h.不断增加热解炭块体的沉积厚度是CVD工艺中的难点之一, 本实验通过不断改进装炉方式和进气方式, 优化工艺参数, 可在40 h内使热解炭的沉积厚度达到10~15 mm. 其次, 采用金相显微镜, 激光拉曼光谱, SEM, TEM等手段以及肉眼观察对各向同性热解炭的微观结构进行了研究, 发现: 1沉积温度在760 ℃左右, 两板距离在20 mm左右, 气体流量为0.03 kg/h时比较有利于块体热解炭的生成, 并有效抑制炭黑和炭花的生成; 温度越高越容易生成炭黑结构, 温度过低达不到热解炭生成的活化能; 2较小的气体流量不仅有利于热解炭二次颗粒的细化, 而且可以有效抑制微晶的长大, 生长出各向同......
PEMFC用炭纸的厚度, 对于PEMFC反应中气体扩散, 产物水的排除都有重要影响, 而影响炭纸厚度的主要因素有: 原材料炭纸坯体的厚度, 热固化时的模压压力和浸渍阶段炭纸坯体含浸的树脂总量.本实验所用炭纸坯体平均厚度为0.3 mm.不同模压压力, 不同树脂炭含量对炭纸平均厚度的影响如图7-17所示. 图7-17 不同模压压力, 不同树脂炭含量对炭纸厚度的影响 树脂含量的增多使得炭纸在完成高温热处理工序后留有的树脂炭总量增多, 炭纸的最终厚度理应增大, 但从图7-17中可以看到, 对于固定的模压压力, 树脂炭含量越高的炭纸, 厚度反而越小.这是因为在浸渍阶段, 增加酚醛树脂浸渍剂的浓度, 不仅可以改善树脂对炭纸中纤维的润湿效果, 使树脂可以有效黏结纤维, 同时还能增强纤维间吸收树脂的能力.在相同的固化压力下, 整体含浸渍树脂总量多的炭纸更容易被密实压制, 也易趋向薄......
利用扫描电镜对热解炭的织态结构进行定性划分, 主要根据层状热解炭微观组织的取向性或者断口的平滑程度: 各向同性热解炭呈现颗粒状断口形貌, 片层没明显的取向性; 各向异性热解炭的断口平滑, 片层平直并且高度取向[5]. 图3-69和图3-70是1-Ⅰ和3-Ⅱ样品在SEM下1500倍的照片.从照片上来看, 两者的微观结构比较相似, 即是由大量的近球形的热解炭微晶颗粒组成, 并且颗粒排列并不致密, 存在一定量的空洞.结合两者的密度来看, 两者密度均较低并且含有一定量的炭黑.因此推断, 当各向同性热解炭密度较低的时候, 沉积过程中的形核以气相均质形核为主. 图3-69 1-Ⅰ样品SEM照片(ρ=1.03 g/cm3) 图3-70 3-Ⅱ样品SEM照片(ρ=1.36 g/cm3) 图3-71是对1-Ⅰ样品中单个热解炭微晶颗粒的放大照片, 可以看出单个颗粒的直......
阳极生产过程中废料组成的典型分析如下: (1) 来自残极清洁及加工车间的炭: 元素:C85%~95% F 0.5%~1.5% Al2O30.5%~5% S1%~3% Na0.5%~1.5% Fe 0.2%~1% Si0.1%~3% Ca0.1%~2% Pb±1×10-4% Ni±70×10-4% Cr±15×10-4% 灰分5%~15% 湿度 H2O 0.1%~0.3% 挥发分<0.1% 体积密度 0.7~0.9kg/dm3 发热量 27~33MJ/kg 比表面积2500~4000Blaine 粒度组成>1mm<1% 1~0.1mm10%~30% <0.1mm70%~90% (2) 干式吸附从沥青烟中吸附的炭粉末: 除下述两项指标外,其他指标与分析结果与(1)相同. 挥发分1%~3% PAH(0.1~0.5)% (3) 用石灰作为......
结晶, 溶于水中. 实验用的乳化剂OP为上海山浦化工有限公司生产的乳化剂OP-10化学纯, 分子式为C34H62O11, 分子量为646.86, 沸点为75~85 ℃, pH为5~7, 黄色至澄黄色半流动状液体. 3浸渍剂的选择.本实验选择酚醛树脂作为浸渍剂.酚醛树脂通过热压的方法固化后形成体形结构, 当酚醛树脂浸润在炭纤维纸上后会附着在无规则分布的炭纤维上, 起到树脂基体的作用.酚醛树脂固化后形成的体形结构与炭纤维纸中的炭纤维交织成网络结构, 因此对炭纤维纸起到增强作用.同时在炭化后具有较高的残炭(50%~60%), 能够有效地增加炭纤维纸的密度, 提高炭纤维之间的黏结性, 从而提高炭纤维纸的强度.硼的引入可以起到催化石墨化的作用, 提高炭纸的石墨化度.本书实验采用的酚醛树脂为市售树脂. 4炭纸坯体的选择.本实验采用东丽T-700聚丙烯腈基(PAN基)炭纤维经干法成型技术生产的原......
Felix Keller, Ulrich Mannweiler,Raymond C.Perruchoud (内部出版,1994) 1 引言 煅后石油焦在铝生产中扮演着很重要的角色.但实践表明,由于在供应商和用户之间缺少必要的沟通,使得双方失去了很多商业机会,同时也使得成本节约的潜能未能实现.本文介绍了石油焦质量的变化对电解过程中的炭耗和铝生产成本的影响,并介绍了一种考察阳极性...现状.对铝生产企业来说,如果使用质量不符合标准的石油焦,对铝的生产成本会有很大的影响.在对煅后焦的市场前景以及未来焦子质量发展方向简短描述后,本文又介绍了铝的生产过程,之后是石油焦的质量对电解过程中的净炭耗及铝生产成本的影响,一种新的考察石油焦性能的方法,如何使用不符合质量标准的石油焦生产出质量符合标准的阳极.希望石油焦生产厂家,销售厂家和石油焦的最终用户之间在对这些技术了解的基础上,彼此间也能更......
