酚醛樹脂微球型泡沫碳的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、早在20世紀(jì)60年代，由Walterford首先采用熱固性樹脂進(jìn)行高溫碳化而得到了一種網(wǎng)狀玻璃質(zhì)泡沫碳。隨著人們對材料的認(rèn)識程度越來越高，對材料性能的要求也越來越苛刻，直到上世紀(jì)90年代，美國科學(xué)家利用中間相瀝青通過高壓發(fā)泡制備出了一種高導(dǎo)熱率新型泡沫碳，國內(nèi)外對泡沫碳的研究熱情空前高漲，隨后亦出現(xiàn)了各種制備泡沫碳的方法，采用的原料種類也逐漸豐富。
　　 本文結(jié)合前人經(jīng)驗，在KlettJW等人于2000年制備出的韌帶網(wǎng)絡(luò)型泡沫碳

2、和BrunetenE等人在2002年制備出的空心微球型泡沫碳材料的基礎(chǔ)上，通過微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出了空心微球六角密排分布的微觀結(jié)構(gòu)理想模型。以該模型為理論基礎(chǔ)，成功地制備出了六角密排微觀結(jié)構(gòu)的泡沫碳材料。該材料在保留上述兩種類型泡沫碳材料原有特點的基礎(chǔ)之上，克服了韌帶網(wǎng)絡(luò)型泡沫碳往往出現(xiàn)韌帶裂紋和空心微球型泡沫碳材料微觀結(jié)構(gòu)雜亂無章從而影響碳泡沫材料物理性能的缺陷。
　　 本文的實驗工作主要分為三個階段：一是前驅(qū)體的制備，包括酚醛

3、樹脂和酚醛樹脂空心微球的制備。二是實驗樣品制備，主要包括酚醛樹脂空心微球型泡沫材料制備和高溫?zé)崽幚淼玫降目招奈⑶蛐团菽紭悠?。三是樣品的測試與分析。
　　 測試結(jié)果顯示，碳化后的樣品依然保持了六角密排結(jié)構(gòu)。碳化后，可以制備預(yù)期密度的泡沫碳材料，并且泡沫碳材料的壓縮強度隨著碳化溫度升高而增加。延長保溫時間也可以增加泡沫碳材料的壓縮強度，最佳保溫時間為8h，制備出壓縮強度達(dá)到10.124MPa的泡沫碳材料。XRD圖譜表明，樣品主要是