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炭素技术
炭素技术

解治友

双月刊

1001-3741

tsjsbjb@126.com

0432-62749715

132002

吉林省吉林市哈达湾和平街9号

炭素技术/Journal Carbon TechniquesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1982年，是经国家科委、新闻出版署批准的国内外公开发行的炭素专业科技期刊。办刊宗旨是交流技术、传播信息，促进炭素工业及炭材料学科技术进步。主要介绍我国炭素工业的生产技术、科学试验、理论研究、经营管理、市场信息，使用设备的开发与更新、产品质量监督、环境保护与综合利用、检测、计算机在炭素生产领域应用等方面的经验成果；报导炭材料学科钢铁冶金用炭材料、铝用炭材料、电炭材料、炭纤维及复合材料、活性炭、金刚石及石墨层间化合物、各种新型炭材料、特种炭材料的新产品、新工艺以及炭材料应用技术研究、有关炭材料领域和炭素工业国外先进技术和发展动态。
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    煤基炭负极材料在钠离子电池中的研究进展

    张亚婷孔政翰李雪朱由余...
    1-8页
    查看更多>>摘要：考虑到我国锂资源对外依存度较高的现状,发展钠离子电池来部分代替锂离子电池对我国储能事业安全、独立和可持续发展具有重要意义.炭材料凭借出色的结构稳定性、较好的导电性以及较高的比容量等优势,已成为推动钠离子电池产业化的关键负极材料.我国煤炭资源禀赋,在双碳背景下,发展煤基炭材料并用于钠离子电池对于实现煤炭资源的高附加值材料化利用意义重大.基于此,总结了煤基炭负极材料在钠离子电池中的应用及其结构调控方法,并对其未来改进方向进行了总结与归纳.

    钠离子电池煤基炭材料电化学储能碳氢化合物

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    锂离子电池Si/C复合负极材料的倍率性能研究进展

    谭婷梁帆杨乐之习小明...
    9-14页
    查看更多>>摘要：锂离子电池(LIBs)因具备寿命长、能量密度高、自放电率低等优点广泛应用于新能源电动汽车、移动电子设备、航天航空、清洁储能等领域.但传统的商业石墨负极材料的理论容量仅为 372 mAh·g-1,已经无法满足对锂离子电池高容量的需求.Si基负极材料具有高比容量(4 200 mAh·g-1)、资源丰富、制备工艺简单等特点,被认为是替代石墨的理想负极材料.但是Si的导电性差,在充放电过程中存在巨大的体积效应限制了硅负极的发展.而Si/C复合负极材料能很好地综合两者的优势,形成结构稳定,导电性能好的负极材料.本文从Si/C复合负极材料倍率性能的影响因素、Si/C负极的改性进展以及解决方案等方面综述了Si/C复合负极材料的最新研究进展,以期为Si/C复合负极材料的设计提供新思路.

    锂离子电池硅负极负极材料倍率性能Si/C复合材料

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    炭素行业用浸渍剂沥青制备技术研究进展

    李汝振宋永一宋艳新魏强...
    15-22,78页
    查看更多>>摘要：浸渍剂沥青是炭素行业常用的致密增补剂,其本身性质很大程度上影响了制品最终的浸渍效果.因此,从炭材料浸渍机理出发,简述了软化点、结焦值、喹啉不溶物(QI)以及甲苯不溶物(TI)等宏观性质的内在关联,综合对比了煤焦油沥青、A-240 石油沥青、催化裂化油浆和乙烯焦油几种原料的性质,综述了国内外浸渍剂沥青的研究现状、改性方法和发展方向,认为石油系浸渍剂沥青是未来的发展趋势.

    浸渍剂沥青甲苯不溶物喹啉不溶物煤沥青石油沥青

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    泡沫炭传热建模仿真研究进展

    汪鸿炜赵利冉黔松栗丽...
    23-33,40页
    查看更多>>摘要：泡沫炭因其结构性能好、可调节性强等优点,被视为优异的热管理材料,拥有广阔的应用前景,基于其多孔特性,探究其导热性能和结构的关系成为研究热点.传热仿真研究可以指导泡沫炭孔道结构和制备方法的进一步改良与设计.本文总结了泡沫炭传热仿真研究的几何结构基础和各向异性特征,介绍了几种现有的泡沫炭传热仿真理想化模型和各向异性模型,阐述了泡沫炭传热有限元研究的基础理论和仿真方法,整理了对几何模型和传热仿真结构进行有效性验证的方法,最后对泡沫炭传热建模仿真的发展方向进行了展望.作者认为,泡沫炭传热仿真研究需要以其多孔几何结构及几何参数为基础,研究的重难点为由泡孔结构和石墨本身性质决定的各向异性,现有的理想几何模型主要包括面心立方模型、体心立方模型、正四面体模型、正八面体模型、随机分布模型、随机算法模型,各向异性模型主要有椭球形体心立方模型、发泡机理模型、开尔文十四面体模型和三维计算机断层扫描模型 4 种,对泡沫炭的传热研究均具有重要参考价值.泡沫炭传热有限元研究一般使用ANSYS或ABAQUS软件计算其固体骨架热传导性,使用实验测量数据或Klett理论模型可以对模型有效性进行验证.鉴于泡沫炭石墨片层结构无法通过宏观几何建模实现,需要探究更加准确的各向异性多孔材料传热模拟方法,研究泡沫炭石墨韧带及片层排布的有序性与其制备条件及有效热导率的关系,便于进一步研究泡沫炭各向异性传热机理.

    泡沫炭几何模型各向异性有限元传热建模仿真

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    改性石墨粉的制备及其增强炭石墨材料的研究

    李崇威刘平涂川俊
    34-40页
    查看更多>>摘要：石墨粉因其石墨化度高、自润滑、耐高温、导电导热性能好等特点,在炭石墨材料体系中通常作为增强相,以提升炭石墨材料坯体的密度、导电性以及导热性.然而,由于石墨粉表面活性官能团较少,影响煤沥青对其浸润,导致其与煤沥青的亲和性不佳.本文以人造石墨粉作为原料,提出了一种强化石墨粉性能的方法,通过在其表面构筑人造界面的辅助润湿活性设计,制备了改性石墨粉,提高了石墨粉与煤沥青的浸润性和界面结合力.结果表明,将改性石墨粉掺配煅后沥青焦制得的炭石墨块体材料,其力学性能得到增强,AGCB5-400 的抗压强度和抗折强度分别提升了 60.7%和 22.4%;AGCB12-400 的抗压强度和抗折强度分别提升了 34.0%和 22.6%.改性石墨粉的活性设计理念与强化效应为特种石墨行业的原料优化提供了思路.

    改性石墨粉人造界面活性设计炭石墨块体力学性能

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    细颗粒等静压石墨结构调控及性能研究

    连鹏飞赵俊通张俊鹏宋金亮...
    41-46页
    查看更多>>摘要：分别采用骨料/黏结剂二元法和中间相炭微球单相自烧结法制备了细颗粒等静压石墨.以煤沥青为黏结剂,平均粒径分别为 10 μm和 5μm的沥青焦为骨料制备等静压石墨,标记为G1 和G2;以平均粒径为 5μm的中间相炭微球为原料,制备等静压石墨,标记为G3.研究了原料种类和颗粒尺寸对石墨材料微观结构、孔隙结构、晶体参数和热力学性能等的影响.骨料的粒径减小,能够有效地降低石墨材料结构内部的孔隙/缺陷尺寸,并提高材料的力学强度;G2 石墨的平均孔径为0.527 μm,远低于G1 石墨的1.620 μm,其抗折和抗压强度分别达到84 MPa和142 MPa.然而,较小的骨料粒径会降低石墨的结晶程度和晶粒尺寸,从而不利于其热性能的提升.采用平均粒径 5μm的中间相炭微球试制的G3 石墨具有非常优异的机械性能,抗折强度高达 96 MPa,平均孔径仅为 0.071 μm,而石墨化度和晶粒尺寸La分别为 71.5%和 38.8 nm,石墨的常温热导率仅有 47 W/(m·K).

    细颗粒等静压石墨孔径分布微观结构热力学性能

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    C/C-SiC-ZrC-CeB6复合材料的制备及力学性能研究

    过辰希杨鑫黄启忠张夏翔...
    47-51页
    查看更多>>摘要：采用浆料浸渍与先驱体浸渍裂解工艺制备了不同CeB6含量的C/C-SiC-ZrC-CeB6复合材料,研究了不同CeB6添加量对C/C-SiC-ZrC-CeB6复合材料的微观结构及力学性能的影响.结果表明,CeB6含量对C/C-SiC-ZrC-CeB6复合材料的力学性能具有重要影响.当CeB6质量分数为 8%时,材料具有更高的弯曲和压缩强度,分别为 292.25 MPa和 276.90 MPa;与低CeB6含量(3.8%)的材料相比,其强度分别提高了 20.86%和 35.70%.随着CeB6含量的升高,CeB6与ZrC的反应会增强基体与纤维的界面结合,导致在断裂过程中C/C-SiC-ZrC-CeB6复合材料的弯曲断裂模式由假塑性转变为脆性断裂.

    C/C复合材料CeB6ZrC-SiC力学性能

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    响应曲面法优化等静压石墨材料成型工艺

    李涛汪伟申保金谢霭祥...
    52-56页
    查看更多>>摘要：采用全因素正交实验和响应曲面实验相结合的方法确定等静压石墨材料成型工艺.结果表明,全因素正交实验确定成型压力、保压时间、泄压速率以及成型压力和保压时间、保压时间和泄压时间的交互作用对等静压石墨抗折强度影响显著,其数学模型拟合良好,但是模型弯曲项显著,表明在高低水平间存在极值,正交实验难以确定最佳工艺条件.利用响应曲面实验可以对等静压成型工艺很好拟合,通过预测和实验验证确定等静压成型工艺的最佳条件:成型压力 215 MPa、保压时间18.4 min、泄压速率 1 MPa/s,在此条件下成型并进行焙烧石墨化,所制得的等静压石墨材料具有 24.40 MPa的抗折强度,其结果与模型预测一致,证明响应曲面优化结果可靠.

    等静压石墨成型工艺抗折强度正交实验响应曲面法

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    二硅化钼的添加对石墨熔融渗硅的影响

    杨金华丁宁刘虎艾莹珺...
    57-60页
    查看更多>>摘要：分别采用硅粉与硅粉+二硅化钼混合粉体对石墨进行熔渗致密化处理,采用扫描电镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪等表征分析了二硅化钼的添加对材料结构及组成的影响.结果表明,钼能够进入石墨基体中并且消除基体中的自由硅含量,且钼元素以二硅化钼的形式分布在碳化硅扩散反应层所包围的区域内.采用硅粉对石墨进行熔渗处理的试样弯曲强度为(115±10)MPa,弯曲模量为(24±0.3)GPa;采用硅粉+二硅化钼混合粉体进行熔渗处理的试样弯曲强度为(119±6)MPa,弯曲模量为(24±1.3)GPa,表明二硅化钼的添加对熔渗后材料的性能无明显影响.

    石墨熔渗反应二硅化钼碳化硅自由硅

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    炭微球改性的丙烯酸酯吸油树脂的制备及其性能研究

    冯硕刘浩
    61-66页
    查看更多>>摘要：为提升吸油树脂的吸油能力,引入新型炭微球对丙烯酸酯类树脂进行复合改性.以甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)、聚丙烯酸十八烷基酯(SMA)为功能单体,苯乙烯(ST)为刚性单体,同时在悬浮聚合过程中引入炭微球成功制备了复合型吸油树脂.对合成的复合吸油树脂进行结构测试和吸油性能表征.结果表明,复合吸油树脂中炭微球与树脂实现较好的复合,其吸油性能相较于不加炭微球得到明显提升.复合吸油树脂对柴油、煤油、汽油的饱和吸油率分别为 18.214,17.421,5.124 g/g,较未复合吸油树脂分别提升了 17.4%、25.1%、23.2%;对柴油、煤油、汽油的分离率分别为 68.2%、95.6%、96.3%,并且具有良好的循环使用性,具有较好的应用前景.

    丙烯酸酯炭微球吸油树脂悬浮聚合

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