空心微球型碳泡沫的制备及其性能研究

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5、。、_I__『一，，o一’．誊二I=曩=，一_i一譬■●．、■_摘要论文题目：空心微球型碳泡沫的制备及其性能研究学科专业：物理电子学研究生：魏萍指导教师：吕惠民教授签名：摘要随着现代科技和社会的发展，人们对材料的要求越来越高，因此出现了许多性能优异的材料，碳泡沫材料就是其中之一。碳泡沫的发展已经有四十多年的历史。碳泡沫有许多优异的性能：密度低、良好的导热率、较大的比表面积、较高的电导率、抗化学腐蚀、热膨胀系数低、耐冲击、易加工、隔音吸波、设计

6、灵活性好、相对价廉等。因此被广泛的应用于各个领域，如航空航天、机械加工、高温热容材料、多孔电极、催化剂载体、过滤器、支架材料、汽车、IT产业、蓄电池等。本论文在KlettJW等人于2000年制备出的韧带网络型碳泡沫和BrunetenE等人在2002年制备出的空心微球型碳泡沫材料的基础上，通过微观结构优化，提出了六角密排微观结构空心微球型碳泡沫材料的理想模型。以该模型为理论基础，成功地制备出了六角密排微观结构的泡沫材料，该材料在保留上述两种类型碳泡沫材料原有特点的基础之上，克服了韧带网络型碳泡沫往往出现韧带裂纹和空心微球型碳泡沫材料微观结构

7、杂乱无章从而影响碳泡沫材料物理性能的缺陷。该研究工作主要分为三个阶段：一是前驱体制备，包括酚醛树脂和酚醛树脂空心微球的制备。二是实验样品制备，主要包括酚醛树脂空心微球型泡沫材料制备和高温热处理得到的空心微球型碳泡沫样品。三是样品的测试与分析。体视显微镜和扫描电镜(SEM)测试结果均显示样品基本保持了热处理前的六角密排微观结构，整体无裂纹，基本上实现了模型的设想；X射线衍射(Ⅺm)图谱中，在26。处出现了尖锐的石墨化衍射峰，说明实验样品是比较理想的石墨化准晶体结构；光致发光(PL)谱测试结果发现，400—500nm处辐射峰随着入射光强度的增

8、强出现了明显的红移现象。同时，两种不同工艺流程制备的样品测试结果比较发现循环往复升降温得到的碳泡沫密度小、纯度高、且力学强度大，是比较理想的空心微球型碳泡沫材料。关键词：碳泡沫；六角密排结构；扫描电镜；x射线衍射；光致发光谱本论文得到陕西省教育厅基金(06JK214，09JK636)资助。西安理工大学硕士学位论文1lA●oAbstractTitle：PREPARATIONANDPROPERTIESOFHOLLOWMICROSPHERE-SCARBONFOA．MMajor：PhysicalElectronicsName：PingWEISup

9、ervisor：Prof．HuiminLVAbstractSignatureWithmoderntechnologyandsocialdevelopment，peopleareincreasinglydemandingthematerialwhichresultinginalotofexcellentpropertymaterials，oneofwhichisthecarbonfoam．Thedevelopmentofcarbonfoamhasmorethanfortyyears．Carbonfoamhasexcellentperform

10、ances：lowdensity，goodthermalconductivity，relativelylargespecificsurfacearea，highelectricconductivity，corrosionresistant，lowthermalexpansioncoefficient，impactresistance，easyprocess，soundproofwaveabsorbing，gooddesignflexibility，andrelativelylowprice，etc．Thereforecarbonfoami

11、swidelyusedinaerospace，machine．finishing，shipsmanufacture，hightemperatureheatcapacitymaterial，perforatedelectrode,catalystcarrier，filter，supportmaterial，automobile，microelectronindustry，ITindustry，accumulatorcell，etcThispaperisonthebasisofKlettJWetcwhopreparedligamentnetw

12、orkpolymerscarbonfoamin2000andBrunetenEetcwhopreparedhollowmicrospherescarbonfoamin2002，viamicro