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高强度炭材料由于具有许多优异性能而广泛运用于冶金、机电、航空航天、生物医学、以及新能源等工业领域,是一种高新技术产品。在我国,炭素行业一般把密度大于1.70g/cm3,抗压强度60MPa,抗折强度30MPa以上炭材料归为高密度高强度炭材料。高密度高强度炭材料膨胀系数大,抗热震性能差,制备工艺复杂,生产周期长,成本高。本论文对工艺和原料进行了改进和研究,制备出工艺简单、性能优异的低密度高强度炭材料。本文先以10%浓度的硝酸对粒度为12.5μm的煅后石油焦粉进行活化,采用活化过的煅后石油焦粉为原料,改质煤沥青为粘结剂,经混捏、二次粉料制备、不同成型压力(100、150、200MPa)和保压时间(5、10、20min)下模压成型、焙烧来制备样品。在成型压力200MPa,保压时间20min时,成功制得抗压强度119MPa,抗折强度61MPa,肖氏硬度79,体积密度仅为1.54g/cm3,电阻率为58μΩ?m的低密度高强度炭材料。在同等条件下未经活化的石油焦粉制备的样品性能较差,密度为1.53g/cm3,抗压强度92MPa,抗折强度39MPa,肖氏硬度62,电阻率为70μΩ?m。本文采用12.5μm的未活化的沥青焦粉为原料,改质煤沥青为粘结剂,在成型压力150MPa,保压时间20min时,制得密度为1.60g/cm3,抗压强度和抗折强度分别为99MPa和49MPa,肖氏硬度为81,电阻率为71μΩ?m的高强度炭材料。同时,在相同条件下,活化石油焦粉为原料所制样品比未活化沥青焦粉为原料所制样品体积密度、肖氏硬度和电阻率低,抗压、抗折强度却高。本文以未活化煅后石油焦粉(12.5μm)为原料、通过添加不同含量的改质煤沥青粘结剂,以等静压成型制得生坯,焙烧后制备高强度炭材料。探索该原料制备高强度炭材料的最佳沥青含量。结果表明,在200MPa等静压成型,保压5min时,沥青含量为31%wt所制备的样品机械性能最好,抗压强度达到97MPa,抗折强度为37MPa,体积密度1.63g/cm3,肖氏硬度63,电阻率62μΩ?m。但与活化石油焦粉在在200MPa模压成型,保压5min时所制样品性能仍有差距。实验还发现,相同焙烧温度和成型压力下,二次粉粒度越细,样品性能越优异。