【摘要】 碳-碳复合材料（C/C’s）承受高的热梯度和复杂的机械应力，在航空航天领域以其优异的热物理和热机械性能而闻名。

碳-碳复合材料（C/C’s）承受高的热梯度和复杂的机械应力，在航空航天领域以其优异的热物理和热机械性能而闻名。Nisar Ali等人[1]使用各种技术研究了两种不同软化点和喹诺酮类不溶物（QI）含量的煤沥青，用于制备碳-碳复合材料（C/C’s），研究了它们在热解和石墨化过程中的物理和化学转化。

 

这些沥青具有高度石墨化性，最适合制造高密度多向C/C。沥青的拉曼显微光谱（RMS）数据结果显示，随着热解和石墨化的进行，G带的宽度和频率逐渐减小，对应于非芳香族C–C键的减少和有序层状石墨网络的增加。由于QI颗粒的存在，沥青表现出非牛顿行为，并且其粘度随着剪切速率和温度的增加而降低。通过观察发现粘度随剪切速率的增加而降低在所有测量温度下都是恒定的。

 

RMS和元素分析数据结果表明，沥青在热解过程中发生的结构转变最为明显，超过800℃温度条件之后由于中间相结构的消失和扭曲的碳网络的扩展，导致碳/氢比突然增加。通过使用玻尔兹曼方程的Sigmoid曲线拟合，观察其拟合结果发现在热解过程中中相形成发生在425℃的温度条件下。以及随着停留时间的增加，两种沥青中的C及其含量均有了增加。

 

沥青中的中间相含量直接关系到沥青的热稳定性、焦炭产率和石墨化的容易程度。总之，这些煤沥青似乎是非常有前途的碳基质前体，可生产用于航空航天应用的高密度、易于石墨化的多向C/C’s。

 

[1] Bilal M .Rheological properties, structural and thermal elucidation of coal-tar pitches used in the fabrication of multi-directional carbon-carbon composites[J].Materials Chemistry and Physics, 242[2023-06-30].DOI:10.1016/j.matchemphys.2019.122564.

 

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