聚噻吩/活性炭复合材料作为超级电容器电极材料的电性能

采用原位聚合的方法在活性炭表面引发噻吩聚合,制备不同配比的聚噻吩/活性炭复合材料作为超级电容器电极材料,并研究了不同配比对材料电性能及结构的影响。采用傅里叶红外光谱及场发射扫描电镜研究了材料的化学结构及表面形态。采用循环伏安,恒流充放电等方法评价了材料电性能。结果表明,当活性炭与噻吩的摩尔比为10∶1时,复合材料呈蓬松的网状纤维连接,有较多的孔洞,其比容量达到最高值401.7 F/g,随着充放电电流密度由100 mA/g增加到900 mA/g,复合材料比容量由401.7 F/g减小到267.8 F/g,保留率达到66.7%。

高导热沥青基碳纤维及热疏导C/SiC-ZrC复合材料的微观结构与导热性能研究

为了满足航空航天飞行器热结构部件对材料的耐温需求,需要提高陶瓷基复合材料的导热性能。传统聚丙烯腈基碳纤维增强C/SiC-ZrC陶瓷基复合材料在室温至1600℃范围内的热导率仅为8~18 W/(m·K)。采用高导热中间相沥青基碳纤维作为增强体和导热通道,制备出热疏导C/SiC-ZrC陶瓷基复合材料。该复合材料在宽温域范围内具有显著的高导热特性,当纤维体积分数约为60%时,沥青基碳纤维增强陶瓷基复合材料的室温热导率达到717 W/(m·K),随着温度升高,热导率逐渐降低,在1600℃时降低至140.1 W/(m·K),这种变化趋势主要是由于沥青基碳纤维在高温下声子热传导减弱导致的。

国内外MPCF发展概况与展望

综述分析了中间相沥青基碳纤维(MPCF)国内外研究现状、制备过程中影响因素和应用展望。表明日、美等国已实现MPCF的产业化生产,其商品模量高达900 GPa,热导率高达1 000 W/(m˙K),而国内MPCF的研究进展还停留在实验室阶段,且实验品最高模量为500 GPa,远落后于日、美等发达国家;MPCF的制备过程影响因素众多,其中石墨化温度是决定性的影响因素;MPCF具有尖端的力学性能和物理特性,主要应用于空天结构散热材料、精密罗拉、半导体照明(LED)等关键领域。最后指出,尽快突破MPCF的力学性能和导热性能,并实现其国产化和产业化,具有重大的战略和现实意义。

MPCF及其复合材料热导率测试研究

采用激光闪射法测试了中间相沥青基碳纤维(MPCF)及其增强树脂板的热导率,同时平行测试了PAN基石墨纤维的热导率。结果表明:激光闪射法可以正确测定碳纤维的热导率;MPCF的热导率在常温下为500 W/(m˙K),超出PAN基石墨纤维数十倍,属于超导热材料,且具有一定的温度依赖性;MPCF增强树脂复合材料X、Y和Z不同方向的热导率差异较大,X向热导率最高为307.9 W/(m˙K),Y向其次为128.6 W/(m˙K),Z向为2.18 W/(m˙K)。

一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法

一种聚丙烯腈基碳纤维的制备方法，经过聚丙烯腈原丝的预氧化、低温碳化和高低温碳化，得到聚丙烯腈基碳纤维。本发明中预氧化和高温碳化工艺条件固定，在低温碳化温度和运行速度固定的条件下，通过改变低温碳化牵伸率，实现每个低温碳化工艺下的不同牵伸率。

可纺石油基中间相沥青制备及测试分析

中间相沥青是由重质芳烃类物质(煤焦油沥青、石油沥青和纯芳烃类物质及其混合物等)在中温液相炭化热处理过程中形成的一种具有较大区域范围内晶体光学各向异性的液晶态物质。本文以催化裂化油浆为原料制备中间相沥青,考察不同原料特性对中间相沥青的影响,研究了中间相沥青的形成机理。通过工艺参数的优化,所制备的石油基中间相沥青可以达到以下性能:中间相含量在95%~100%之间,软化点为250~290℃时,结构呈现广域流线型结构,制备的碳纤维具有极高的导热率。

高强高模PAN基石墨纤维的制备研究

以国产T800级PAN基碳纤维为原料,通过调整石墨化温度和牵伸率,制备出拉伸强度3.8 GPa和拉伸模量450 GPa的石墨纤维。研究发现,拉伸模量随石墨化处理的温度升高和牵伸比的增加而提高,而其拉伸强度随牵伸比的增加而下降。进一步分析石墨化处理过程中纤维微观结构参数发现,微观有序化和高取向是制备高强高模石墨纤维的关键。