《焦炭烧结机理的探索及自烧结高性能炭素材料研制》

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该课题采用机械化学处理的方法,使含有少量挥发成份的生焦粉具有自烧结的性能,既能够在不加粘结剂情况下,采用常压或热压烧结方法制备高密度高强度的炭素材料。特别是与在惰性气氛下处理相比,在富氧气氛下进行机械化学处理,不仅可改善焦炭粉的自烧结性能,还能够提高制品的石墨化性能,这一作用是通过表面键合氧在高温时辅助脱脱氢来实现的。用具有自烧结性能的生焦粉为基础,可以制备具有高硬度、高强度抗氧化性能优良的陶瓷/炭复合材料。在该研究中采用Sic和B<,4C>为陶瓷组分,制备了具有自烧结性能和自愈合性能的陶/炭复合材料。该材料在600度以上的氧化性气氛中,能够在其表面生成致密无孔洞的玻璃层,对氧的扩散起到有效的阻挡作用,使复合材料具有自愈合的功能。提高了氧化扩散控制的氧化速率模型,即材料表面生成脱炭层→氧在陶瓷层作分子扩散→陶瓷颗粒氧化生成低熔点氧化物→氧在陶瓷层中作努森扩散→陶瓷相继续氧化生成液相,形成完整的玻璃相,封闭材料表面,达到自愈合的功能。

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