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炭素技术2025年第03期:不同沉积模板对化学气相沉积热解石墨泡沫结构性能的影响

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作者:冉黔松;徐冬;汪鸿炜;梁国杰;符飞燕;赵奇志;龚乐乐;栗丽;张棽棽;李凯;

单位:国民核生化灾害国家重点实验室;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院;

摘要:以甲烷为碳源,0.5 kPa、2 200℃下,采用化学气相沉积(CVD)法,分别在超低密度难石墨化树脂基泡沫炭和易石墨化中间相沥青基泡沫炭表面沉积热解石墨,再通过石墨化热退火得到热解石墨泡沫。扫描电子显微镜分析表明,2 200℃下甲烷在三维炭结构表面沉积的热解石墨呈现半球状,生长方式为层状包覆式,相较于石墨化水平较高的中间相沥青基泡沫炭模板,树脂基泡沫炭模板骨架表面的热解石墨球囊更小且均匀。热导率测试结果表明中间相沥青模板制备的热解石墨泡沫热导率较高(密度0.52 g/cm~3,沿气流方向热导率为85 W/(m·K)),掺杂碳纳米管可以进一步提高其各向同性导热性能,但各向同性水平不及树脂基泡沫炭模板制备的热解石墨泡沫,其沿气流方向(xy)和垂直(z)气流方向的热导率比值约为0.9。

关键词:泡沫炭;热解石墨;化学气相沉积;各向同性