炭素材料工学35 高压石墨化.doc

《炭素材料工学35 高压石墨化.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、1993(4、【专著连载】

2、聚氯乙烯炭等焦炭自不待言，甚至玻闌碳矣通过在高压下和1500~17009以上的加热处理，在doozO.336nm附近〔(002)衍射线在26.69附近,(004)衍射线在54.6°附近〕亦出现新的衍射峰(石墨结构成分G),而成为所谓的复合图形・低角度上的衍射締的&02约0.343nm〔(002)衍射线在26。左右.(004)衍射线在53.5°左右，乱层结构成分T〕，随若加热处理温度的上升或维持时间的延長而成为窩角度上的衍射峰。它是与娥圧下的多相石虽化类似的现(图3.42)髙温石蚤化的x射线衍射图形的变化(a)聚氯乙烯炭，0.3GP&,(004)衍射线〔NT・

3、75dJ,(b)玻璃碳，0・5GPa,(002)衍射线〔IM・75d〕象，至少可以说明根据X射线衍射方法分析存在结构上的不均一性。根据玻璃碳类的偏光显微镜观察弄淸楚To导致不均一石墨化的原因。碳球具有非取向组织，为光学各向同性。但是，如果在0・5GPa下和1300°C以上加热，则产生偏光下的明亮部分，亦即具冇光学各向异性区域。其平行于烧绪体加压轴断而的偏光显微镜照片示于图3.43〔IM・75a〕。各向异性区域随热处理温度的上升急剧增加，在16009以上全部为各向异性。由图3.43(a).(b)可知，13009左右产生的各向异性区域主要发生在球状粒子的接能点。

4、据认为在这类接触点上应力集中，而且单向施压的倾向很强，集中的应力方向与加压方向一致的接触点上各向异性区域最先形成。这一结果与X射线衍射图的变化〔图3.42(b)]大致（图3・仆）0.5GPa下加热处理的碳球的偏光显微:饒照片〔IM—75"（a）1300tI（b）1500ti（c）1600C处理对应。也就是说，在各向异性区域清晰的，并占有相当比例的1500CC左右处理后试样，具有高角度侧的石墨结构成分的衍射峰，而1600七处理后试样，在偏光下全部呈各向异性，X射线的测定亦为石墨结构成分的单一衍射峰。因此，各向驴性区域的发生可以说是与网面取向，而且与石墨化对应的

5、。由偏振光下的消光现象的研究可知，网面是平行于集中应力方向取向的〔KK-81aJ。无论是玻璃碳球，还是具有不规则形状的酚醛树脂炭都具有同样现象CKK-71,—73〕oChard等人〔CW-68〕指出，如果玻璃碳粉末用等静压机施加47~91MPa的压力并加热到26509,则光学各向异性区域在粒子之间的接触点上形成。通过应用高分辨率电子显微镜技术对玻谟碳球的研究，从而研究了高压下的结构变化〔IM—77b]o高压下经加热处理的试样的明场像和暗场像示于图3.44。试样原料和0.5GPa下经1000七加热处理的试样,同其他非取向组织琰一栉，给出inm左右的亮点均匀分布

6、的（002〉昭•场像。但是，在11009的微细组织〔IM-77b]（a）UOOtib理，（0C2）暗场Rb（b）13：0t理，明场像$（c）1600t处理.（002〉弗炀惊）（d>1800t处顼（110）暗场徴以上加热处理后的试样中，发现有（002）亮点部分集聚之区域。这童味着网面沿一个方向取向。可以认为图3.44（a）表明了这种取向部分的产生过程。由各个角度的W02）暗场像的观察可知，网面平行圆弧状的断面取向。这一观察结果，在图3.43所示的原料粒子相互接触部分应力集中，与各向异性区域在此发生的情况对应的。也就是说，可以认为图3.44（a）中，应力集中点和

7、在此产生的网而取向部分（各向异性区域）在试样粉碎过程中剥落，观察到的只是基体材料上的少虽残余部分，这表明了取向的最初阶段之状况。而且，处理温度一上升，还克薮到大量从应力集中之处剥落下来的部分，其大小亦急剧增加。图3.44（b）和（c）是1600X2处理后试样的观察结果，在（002）暗场像中，多面体粒子的周围明亮，而在（11）暗场像中，中心部分明亮，据此可以认为生成了周围为网面所包围的中空粒子。这样的粒子在显微镜下随处可见，其数虽与其含有的非取向组织（该组织与试样療料的非取向组织相同〉之比，在1000X3处理的试样中约占一半.经16009处理后，与其说几乎都成

8、为这样的各1993(4)向异性粒了，或者是其被族坏后