杨 荔, 刘洪波, 张东升, 邓丛静, 孙小生, 陈 惠

(1. 湖南大学 材料科学与工程学院，长沙 410082；2. 国家林业局 林产工业规划设计院，北京 100010)

石墨化竹炭的微观结构及其复合材料的制备与性能

杨 荔1, 刘洪波1, 张东升2, 邓丛静2, 孙小生1, 陈 惠1

(1. 湖南大学 材料科学与工程学院，长沙 410082；2. 国家林业局 林产工业规划设计院，北京 100010)

采用SEM及XRD技术表征经2 800 ℃石墨化处理的竹炭的微观结构；以石墨化竹炭为导电骨料、酚醛树脂为粘结剂、炭黑为添加剂，采用模压成型法制备石墨化竹炭/酚醛树脂复合材料；考察石墨化竹炭的粒度、酚醛树脂用量、炭黑添加方式和用量、成型压力及固化温度等工艺因素对复合材料性能的影响。结果表明：增大竹炭粉粒的粒径、增加炭黑用量和提高固化温度有利于提高复合材料的导电性，但会不同程度地影响复合材料的力学性能、显气孔率和吸水率；随着酚醛树脂用量的增加，复合材料的抗弯强度提高，导电性、吸水率和显气孔率下降；提高成型压力可同时提高复合材料的性能；制备竹炭/酚醛树脂复合材料的最佳工艺条件为竹炭粒度≤75 μm、树脂用量30%(质量分数)、炭黑用量5%(质量分数)、成型压力280 MPa、固化温度180 ℃。

复合材料；竹炭；石墨化；酚醛树脂

大部分无机材料具有导电和导热性好、耐高温、机械强度高及化学稳定性好等优点[1]，而高分子材料具有密度低、比强度和比模量低、耐蚀性能优良、粘结强度高、成型工艺简单及成本低等特点[2]，因此，将高分子材料良好的可加工性和无机材料的高导电性结合起来所制备的复合材料已广泛应用于化工、机械及电子等领域[3−6]。……