原料配比对石墨材料热传导性能的影响VIP免费

第10卷第3期2002年9月材料科学与工艺MATERIAISSCIENCE＆TECHN0L0CYVo1．10Sep．No．32o02原料配比对石墨材料热传导性能的影响邱海鹏，郭全贵，宋永忠，翟更太，刘朗(中国科学院山西煤炭化学研究所，山西太原030001)摘要：以煅烧石油焦和煤沥青为基本原料，采用热压工艺制备了一系列石墨材料，考察了煅烧石油焦填料的粒度分布以及粘结剂用量对石墨材料的传导性能的影响，并阐明了粘结剂与填料粒子在热混捏与热压过程中相互作用原理．结果表明：石墨材料的传导性能不仅依赖于原料种类、粒度，而且与其质量配比有关，且最佳原料配比所制备的块状石墨具有高密度、低孔率、低电阻以及高导热等特点；填料煅烧石油焦颗粒以及粘结剂用量的过多或过少，都不利于石墨材料的传导性能，本文填料中最佳煅烧石油焦颗粒用量为25％，原料中最佳粘结剂含量为25％．关键词：原料配比；块状石墨；热导率；电阻率中图分类号：TB303文献标识码：A文章编号：1005—0299(2002)03—0225—06EfectofthecompositionofstartmaterialsonthermalconductivityofbulkgraphiteQIUHai—peng，GUOQuan—gui，SONGYong—zhong，ZHAIGeng—tai，LIULang(InstituteofCoalChemist~，ChineseAcademyofScience，Taiyuan030001，China)Abstract：Thebulkgraphitewaspreparedfromrawmaterialsofcalcinedcokeandcoal—tarpitchbythehot．pressingprocessinorderthattheeffectsofthebinderandcalcinedcokegraincontentonthecouduetivityofthebulkgraphiteCallbeeninvestigated．Experimentalresultsshowthatbulkgraphiteofoptimizedcompositionforrawmaterialsposseshigherlevelofbulkdensity&thermalconductivityandmuchlowerporosity&electri．calresistivitycomparedwithonesmadefromotherrawmaterials．Itisunfavorableforimprovementofconduc．tivityofthebulkgraphitetouseovermoreorlessgrainsizeandbindercontent．Theoptimizedcontentof25％wasachievedforbothgrainoffillerandbinderofrawmaterialsinthepresentstudying．Basedontheexperi．mentalresults，theinteractionmechanismofthecalcinedcokegrainandthebinderintheprocessesofhot．blindingandhot—pressinghasbeenestablished．Keywords：startmaterialscomposition；bulkgraphite；thermalconductivity；elelctricalresistivity炭一石墨材料以其耐高温、耐腐蚀、自润滑、抗热震、导热及导电等其它材料所不可替代的优越性能，已广泛应用于冶金、化工、机电等工业部门．随着现代科学技术的飞速发展，收稿日期：2001—05—20．基金项目：国家自然科学重点基金资助项日(197895037)；山西省青年科技金资助项日(20001025)．作者简介：邱海鹏(1972一)，男，博{生：刘朗(1944一)，男，博士，导师，研究员．人们对炭一石墨材料的高导热性能提出了更高的要求．航天飞行器的高功率电子仪器的散热器、导弹和飞行器鼻锥体以及固体火箭发动机喷管等都要求材料具有高导热性能，如宇宙飞船的电子和能量系统产生的热量必须通过散热器迅速释放，而目前采用的铝制散热器已经不能满足要求．采用高导热石墨材料，可以实现部件小型化、装置轻量化、结构紧凑化和运行高效化．能源的进一步开发和利维普资讯http://www.cqvip.com·226·材料科学与工艺第10卷用，使核聚变技术得到了飞速的发展．作为等离子体反应器的第一壁防护材料要求采用高导热、抗溅蚀的热结构材料j．大型电子计算机CPU及许多民用电子设备使用高导热石墨材料作为散热器，可提高工作效率．开展这方面的工作，可以满足航空、航天、电子、核工业等领域对高导热材料的需求，促进上述领域的科技进步．导热性是炭一石墨材料的基本性质，在室温下石墨微晶的理论热导率可达2400W／m·K，但目前常用的石墨材料的热导率一般仅为70～150W／m·K．制备石墨材料的基本原料包括填料和粘结剂．原料的性质与最终材料的性能有着密切的联系，并起决定性的作用．石墨材料的导热性能除了与原料的种类有关外，还与其组分的粒度及质量配比等因素有关．本文选用煅烧石油焦和煤沥青为基本原料，通过改变填料中颗粒与细粉的质量配比以及粘结...