石油沥青对煤焦油沥青焦结构和电性能的影响

为了研究石油沥青(PP)作为煤沥青添加剂对沥青焦结构及导电性能的影响,将精制煤沥青(RCTP)与PP混合共炭化,同时在机械搅拌的作用下制焦,并对共炭化过程中PP和机械作用产生的影响机理进行了探讨和分析.采用偏光显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪、比表面分析仪对所制半焦的结构进行了分析,利用电化学石英晶体微天平及电阻率仪对所制针状焦的性能进行了考察.结果表明:当PP质量分数为10%、搅拌速率为100 r/min、以间歇搅拌方式所制针状焦,其纤维组织占比达到了67.9%,电阻率降为676Ω·mm^2/m,即PP和机械搅拌二者联合作用存在下可显著增加中间相各向异性组织和纤维组织的含量,有利于改善半焦结构,使其结构更加趋于有序,所得针状焦电阻率也得到明显降低.

纳米氧化锌对中间相炭微球粒径的影响

以精制煤沥青为原料,在反应温度、压力和时间一定的条件下研究了添加纳米氧化锌对热缩聚反应得到的中间相炭微球(MCMB)粒径的影响。MCMB的形貌用偏光显微镜和扫描电镜(SEM)进行观察;其晶体结构用X射线衍射仪(XRD)进行表征;比表面积的变化采用电化学工作站分析。结果表明,在反应温度为410℃、时间为4 h和压力为0.5 MPa的条件下,纳米氧化锌的加入可使MCMB粒径变小、粒径分布范围变窄以及产率提高,但石墨化度降低;而且,纳米氧化锌的添加比例对MCMB粒径的影响程度不同,随着氧化锌添加比例的增大,MCMB粒径减小的程度变得越来越小,分布范围更窄。此外,对形成MCMB的机理及出现的实验现象进行了分析和讨论。该研究为制备粒径分布范围窄、粒径小且产率高的MCMB提供了一条新途径。

高电导率低热膨胀系数针状焦的制备

将不同量的中间相炭微球(MCMB)引入煤沥青后经过二次生长、融并和中间相重排,制备出层状结构良好和性能优异的针状焦(NCs)。用偏光显微镜观察和分析了所得中间相和半焦组织的结构;用X射线衍射仪和扫描电镜分析了NCs的微观结构;用高精度电阻率测试仪测试了电阻率;用热机械分析仪测定了热膨胀系数。结果表明:加入适量的MCMB有利于提高焦的有序性,促进针状焦石墨片层结构的形成,显著降低针状焦的电阻率和热膨胀系数值;MCMB的添加量(质量分数)低于50%时,NCs结构有序性随着添加量的提高而提高;MCMB的添加量超过50%,则焦的质量下降。MCMB的添加量为50%时电阻率和热膨胀系数值(0°～100℃)分别降低27.9%和45.7%,石墨化度提高46.2%。