KCl 对酚醛树脂炭化生长碳纤维的影响

• 作者: 刘国齐 吴小贤 李红霞 杨文刚 马天飞
• 来源期刊: 耐火材料
• 学科: 工学
• 关键词: KCl 酚醛树脂 碳纤维 催化剂
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 1-5
• 页数: 5页
• 分类号: TQ175
• 字数: 3665字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969 /j.issn.1001 -1935.2015.01.001

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3 h 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。