作者:吴小贤 李红霞 刘国齐 杨文刚 马天飞kcl酚醛树脂碳纤维催化剂
摘要:为了促进酚醛树脂在炭化过程中的石墨化,以工业液态酚醛树脂为碳源,微米尺度的KCl为催化剂,经混合、六亚甲基四胺固化处理后,在埋炭1000℃保温3h热处理条件下,研究了 KCl 添加量(掺入酚醛树脂质量的1%、3%、5%和7%)对树脂碳的物相、微观结构的影响及碳纤维的生长机制。结果表明:KCl催化后提高了树脂碳的石墨化程度,树脂碳中原位生长较多碳纤维和片状碳,碳纤维直径为30~200 nm,长度可达10~20μm;KCl最优添加量为5%(w),此时树脂碳中发现相对较多碳纤维,XRD图谱中出现较明显的石墨d002衍射峰;探索认为碳纤维的生长机制为:高温下KCl熔化后吸收酚醛树脂分解产生的含碳气体,促进固相C原子在液相KCl中扩散,达到C溶解饱和后,在局部不断析出碳原子,再进一步生长成碳纤维或片状碳,同时,熔体中局部C原子形成的浓度梯度,也给碳纤维或片状碳在KCl表面析出提供生长动力。
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