第一篇：石油瀝青碳材料概述

石油瀝青碳材料概述

一、高軟化點(diǎn)瀝青---高碳材料

按照瀝青軟化點(diǎn)高低分類，當(dāng)軟化點(diǎn)≤80℃稱低軟化點(diǎn)瀝青，光學(xué)各向同性；軟化點(diǎn)介于80℃-150℃稱中軟化點(diǎn)瀝青，光學(xué)各向同性，又稱預(yù)中間相瀝青；軟化點(diǎn)介于150℃-260℃稱高軟化點(diǎn)瀝青，光學(xué)各向異性，又稱潛中間相瀝青；軟化點(diǎn)介于260℃-372℃稱超軟化點(diǎn)瀝青，光學(xué)各向異性，又稱中間相瀝青。

二、鋰離子電池負(fù)極材料

（一）石油瀝青基中間相碳微球

1、簡(jiǎn)介

中間相碳微球即MCMB，用作鋰電池負(fù)極材料，具有高的質(zhì)量比容量-300mAh/g，很低的不可逆容量20mAh/g，與低成本石墨相比，顯現(xiàn)出較低的容量衰減，對(duì)要求長(zhǎng)循環(huán)和高體積比的動(dòng)力電池來說更適合?；瘜W(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性相對(duì)較高。日本的新一代電動(dòng)車電池大多使用MCMB。

2、市場(chǎng)價(jià)格

中間相碳微球根據(jù)質(zhì)量和使用需求不同，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品市場(chǎng)上從5萬-15萬元/噸不等，日本JFE（日本鋼鐵工程控股公司）價(jià)格更高。

3、生產(chǎn)企業(yè)

目前國(guó)內(nèi)有能力批量穩(wěn)定生產(chǎn)高質(zhì)量中間相碳微球的企業(yè)并不多，高端的產(chǎn)品主要是國(guó)外企業(yè)壟斷。

國(guó)內(nèi)企業(yè)

--天津市貝特瑞新能源材料有限責(zé)任公司（原天津鐵誠(chéng)，屬中國(guó)寶安集團(tuán)）AGP-3 系列

--杉杉科技公司 CMS系列、MCP系列 國(guó)外企業(yè)

--JFE、日立化學(xué)，三菱化工等日本企業(yè)

（二）高端人造石墨

1、簡(jiǎn)介

高端人造石墨，用作鋰電池負(fù)極材料，和天然石墨合計(jì)市場(chǎng)占有率高達(dá)90%，是主要的鋰離子電池負(fù)極材料。

2、市場(chǎng)價(jià)格

高端人造石墨根據(jù)終極市場(chǎng)鋰電池的應(yīng)用不同，所需的性能和質(zhì)量不同，統(tǒng)計(jì)價(jià)格不包括特殊情況，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格6-16萬元/噸不等。

3、生產(chǎn)企業(yè)

高端人造石墨，從全球的情況看，前三甲的市場(chǎng)占有率就高達(dá)66%，國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠商有以下:--中國(guó)寶安貝特瑞新能源材料（BTR）公司--杉杉科技公司--長(zhǎng)沙海容公司 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2011年以上3家企業(yè)的產(chǎn)能總額達(dá)1.3萬噸，其中人造石墨占38%左右。

其他主要人造石墨生產(chǎn)企業(yè)：華鑫能源、宏遠(yuǎn)碳素、長(zhǎng)沙星城、東莞金卡本、新鄉(xiāng)遠(yuǎn)東、新鄉(xiāng)格瑞恩、青島恒源、湖州創(chuàng)亞等。

（三）石油瀝青包覆材料

1、簡(jiǎn)介

高軟化點(diǎn)瀝青包覆鋰電池負(fù)極石墨，可以進(jìn)一步提高放點(diǎn)容量，循環(huán)性能，并且降低生產(chǎn)成本。

2、生產(chǎn)企業(yè)

瀝青包覆負(fù)極材料，屬于高端材料，國(guó)內(nèi)有能力生產(chǎn)的企業(yè)并不多，主要生產(chǎn)企業(yè)，如中國(guó)寶安貝特瑞和杉杉科技等上市企業(yè)。

三、碳纖維原料-可紡纖瀝青

1、簡(jiǎn)介

世界上工業(yè)化生產(chǎn)的碳纖維按原料劃分，主要有兩大系列，一是以聚丙烯腈為原料，二是以石油瀝青或煤瀝青為原料，前者的產(chǎn)量約占碳纖維總產(chǎn)量的70%，后者約占30%。而瀝青基碳纖維又分為兩大類，一類是通用級(jí)瀝青碳纖維，一類是高性能碳纖維。經(jīng)瀝青的精制、紡絲、預(yù)氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92%的特種纖維，因其具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電與導(dǎo)熱等優(yōu)良性能，是航空航天工業(yè)中不可缺少的工程材料，應(yīng)用十分廣泛。

2、生產(chǎn)企業(yè)

瀝青基碳纖維屬于高端科技產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)處于起步階段，其中產(chǎn)品包括強(qiáng)度碳纖維，活性碳纖維，石墨碳纖維等主要有以下企業(yè)：鞍山塞諾達(dá)碳纖維有限公司、南通永通環(huán)?？萍加邢薰?、江蘇國(guó)正新材料科技有限公司

四、高端活性炭原料

1、簡(jiǎn)介

高端活性炭，有別于常用的竹炭，椰殼活性炭等凈水凈氣活性炭，主要用與鉛碳超級(jí)電池、超級(jí)電容器等各類化學(xué)、物理電源，以及醫(yī)用、軍用等特殊行業(yè)的球形活性炭。具有較高的附加值。

2、市場(chǎng)價(jià)格

高端活性炭屬于國(guó)家重點(diǎn)扶持的新型高科技材料，價(jià)格根據(jù)不同的使用場(chǎng)合和要求而不同，但是普遍價(jià)格高。其中，超級(jí)電容器專用活性炭?jī)r(jià)格15-44萬元/噸，瀝青基球形活性炭?jī)r(jià)格40-60萬元/噸。

3、生產(chǎn)企業(yè)

高端活性炭在我國(guó)屬于新興項(xiàng)目，起步比較晚，目前主要是日本、韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)家技術(shù)壟斷。代表性企業(yè)：

--日本可樂麗--日本吳羽化學(xué)

--美國(guó) Energie2（巴登-符滕堡州能源公司）由于國(guó)家對(duì)于清潔能源，環(huán)保行業(yè)的大力支持，目前國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批具有代表性的新型高端活性炭生產(chǎn)企業(yè)：

--江蘇國(guó)正新材料科技有限公司--新疆天富科技有限公司

五、石油瀝青其他用途

--粘結(jié)劑（鋁、鋼廠的電解槽等）；--轉(zhuǎn)爐增碳噴補(bǔ)爐料；

--利用中間相瀝青制備泡沫碳材料；--利用中間相瀝青制備多孔碳材料；--耐火材料中應(yīng)用；--制備高碳材料基礎(chǔ)材料。附件：

“十二五”公路建設(shè)情況表

2010年通2011年通2012年通2015年通2013-2015年通2013-2015年通車車?yán)锍?車?yán)锍?車?yán)锍?車?yán)锍?車總里程增加數(shù) 年均里程增加數(shù)

華北 11578 13638 15215 21545 6330 2110 東北 7606 9258 10520 14000 3480 1160 華東 20889 22064 24698 31276 6578 2193 華中 11076 11851 14031 20942 6911 2304 華南 8073 8463 9633 13673 4040 1347 西南 8679 9816 11938 18900 6962 2321 西北 8043 10096 13765 19005 5240 1747 合計(jì) 75944 85186 99800 139341 39541 13182 地區(qū)

綜合各省交通廳的高速公路建設(shè)計(jì)劃顯示，2013年，中國(guó)高速公路新增通車?yán)锍袒蜻_(dá)1萬公里，去年同期為1.1萬公里。建設(shè)重點(diǎn)依然集中在華北、西南、華中等地，其中計(jì)劃新增里程超過500公里的省份有8個(gè)，分別為貴州、四川、內(nèi)蒙古、河北、山西、河南、湖南及福建。2013年仍為中國(guó)公路建設(shè)大年，其中華北、西南、西北個(gè)別省份道路建設(shè)規(guī)模仍有明顯增加。

中間相的概念：一般物質(zhì)若以晶體狀態(tài)存在則呈現(xiàn)光學(xué)各向異性，以液體狀態(tài)存在則呈現(xiàn)光學(xué)各向同性。但是，有一類物質(zhì)在從晶體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w過程（或逆過程）的中間階段，能呈現(xiàn)為一種光學(xué)各向異性的混濁流體狀態(tài)，既是液體形態(tài)同時(shí)又具有晶體光學(xué)各向異性特征，結(jié)晶學(xué)中稱之為液晶，物相學(xué)中則稱之為中間相。中間相瀝青(液晶相瀝青)是一種由相對(duì)分子質(zhì)量為370-2000的多種扁盤狀稠環(huán)芳烴組成的混合物。

第二篇：碳碳復(fù)合材料概述

碳/碳復(fù)合材料

碳/碳復(fù)合材料概述

摘要 本文介紹了碳碳復(fù)合材料的發(fā)展、工藝、特性以及應(yīng)用。關(guān)鍵詞

碳碳復(fù)合材料 制備工藝 性能 應(yīng)用 １前言

C/C復(fù)合材料是指以碳纖維或各種碳織物增強(qiáng)，或石墨化的樹脂碳以及化學(xué)氣相沉積（CVD）所形成的復(fù)合材料。碳/碳復(fù)合材料在高溫?zé)崽幚碇筇荚睾扛哂?9%, 故該材料具有密度低,耐高溫, 抗腐蝕, 熱沖擊性能好, 耐酸、堿、鹽,耐摩擦磨損等一系列優(yōu)異性能。此外, 碳/碳復(fù)合材料的室溫強(qiáng)度可以保持到2500℃, 對(duì)熱應(yīng)力不敏感, 抗燒蝕性能好。故該復(fù)合材料具有出色的機(jī)械特性, 既可作為結(jié)構(gòu)材料承載重荷, 又可作為功能材料發(fā)揮作用, 適于各種高溫用途使用[1]。因而它廣泛地應(yīng)用于航天、航空、核能、化工、醫(yī)用等各個(gè)領(lǐng)域。

２碳碳復(fù)合材料的發(fā)展

碳碳復(fù)合材料是高技術(shù)新材料，自1958年碳碳復(fù)合材料問世以來，經(jīng)歷了四個(gè)階段：

60年代——碳碳工藝基礎(chǔ)研究階段，以化學(xué)氣相沉積工藝和液相浸漬工藝的出現(xiàn)為代表； 70年代——燒蝕碳碳應(yīng)用開發(fā)階段，以碳碳飛機(jī)剎車片和碳碳導(dǎo)彈端頭帽的應(yīng)用為代表； 80年代——碳碳熱結(jié)構(gòu)應(yīng)用開發(fā)階段，以航天飛機(jī)抗氧化碳碳鼻錐帽和機(jī)翼前緣的應(yīng)用為代表；

90年代——碳碳新工藝開發(fā)和民用應(yīng)用階段，致力于降低成本，在高性能燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)航天器和高溫爐發(fā)熱體等領(lǐng)域的應(yīng)用。

由于碳碳具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高溫下保持高強(qiáng)度，良好的燒蝕性能、摩擦性能和良好抗熱震性能以及復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。當(dāng)今,碳碳復(fù)合材料在四大類復(fù)合材料中就其研究與應(yīng)用水平來說,僅次于樹脂基復(fù)合材料,優(yōu)先于金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料,已走向工程應(yīng)用階段。從技術(shù)發(fā)展看，碳碳復(fù)合材料已經(jīng)從最初階段的兩向碳碳復(fù)合材料發(fā)展為三向、四向等多維碳碳復(fù)合材料；從單純抗燒蝕碳碳復(fù)合材料發(fā)展為抗燒蝕—抗侵蝕和抗燒蝕—抗侵蝕—穩(wěn)定外形碳碳復(fù)合材料；從但功能材料發(fā)展為多功能材料。目前碳碳復(fù)合材料面對(duì)的最主要問題是抗氧化問題[2]。

３碳碳復(fù)合材料的制備加工工 藝[3]

C/ C 復(fù)合材料的制備工藝: 碳纖維的選擇→胚體的預(yù)制成型→胚體的致密化處理→碳碳復(fù)合材料的高溫?zé)崽幚?如圖)３.１ 碳纖維的選擇

CF 的選擇可以改變碳碳復(fù)合材料的力學(xué)和熱力學(xué)性能。纖維的選擇主要依賴于成本、織物結(jié)構(gòu)、性能及纖維的工藝穩(wěn)定性。

常用CF 有三種, 即人造絲CF, 聚丙烯腈(PAN)CF 和瀝青CF。

３.２坯體的預(yù)制成型

坯體的成型是指按產(chǎn)品的形狀和性能要求先把CF 預(yù)先成型為所需結(jié)構(gòu)形狀的毛坯, 以便進(jìn)一步進(jìn)行C/ C 復(fù)合材料的致密化處理工藝。

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碳/碳復(fù)合材料

短纖維增強(qiáng)的坯體成型方法有壓濾法、澆鑄法、噴涂法、熱壓法。

連續(xù)長(zhǎng)絲增強(qiáng)的坯體, 有兩種成型方法, 一是采用傳統(tǒng)增強(qiáng)塑料的成型方法,預(yù)浸布、層壓、鋪層、纏繞等方法做成層壓板, 回旋體和異形薄壁結(jié)構(gòu)。另一種方法編織技術(shù)。

３.３體的致密處理化

C/ C 復(fù)合材料坯體致密化是向坯體中引入碳基體的過程, 實(shí)質(zhì)是用高質(zhì)量的碳填滿 CF 周圍的空隙, 以獲得結(jié)構(gòu)、性能優(yōu)良的C/ C 復(fù)合材料。最常用的有液相浸漬工藝和化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝。

３.３.１液相浸漬工藝

液相浸漬工藝是制造C/ C 復(fù)合材料的一種主要工藝, 它是將各種增強(qiáng)坯體和樹脂或?yàn)r青等有機(jī)物一起進(jìn)行浸漬, 并用熱處理方法在惰性氣氛中將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為碳的過程。浸漬劑有樹脂和瀝青, 浸漬工藝包括低壓、中壓和高壓浸漬工藝。

（１）基本原理

樹脂、瀝青含碳有機(jī)物受熱后會(huì)發(fā)生一系列變化。以樹脂為例: 樹脂體膨脹→揮發(fā)物(殘余溶劑、水分、氣體等)逸出→高分子鏈斷、自由基形成→芳香化, 形成苯環(huán)→芳香化結(jié)構(gòu)增→結(jié)晶化, 堆積成平行碳層→堆積繼續(xù)增長(zhǎng)→無規(guī)則碳或部分石墨化碳。

（２）樹脂系統(tǒng)的選擇

為使樹脂在熱解過程中盡可能多的轉(zhuǎn)變?yōu)樘记也怀霈F(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷, 要求樹脂、瀝青等含碳有機(jī)物應(yīng)具備下列特性: ①殘?zhí)悸矢?。②碳化時(shí)應(yīng)有低的蒸汽壓。③碳化不應(yīng)過早地轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬的固態(tài)。④化后樹脂、瀝青的熱變形溫度高。⑤固化、碳化時(shí)不易封閉坯體的孔隙通道。

（３）液相浸漬法工藝

工藝過程是: 浸漬→碳化→石墨化。經(jīng)過這些過程后, C/ C 復(fù)合材料制品仍為疏松結(jié)構(gòu), 內(nèi)部含有大量孔隙空洞, 需反復(fù)進(jìn)行浸漬→碳化等過程使制品孔隙逐漸被充滿, 達(dá)到所需要的致密度。為了使含碳有機(jī)物盡可能多地滲入到纖維束中去, 可采用加壓浸漬→加壓碳化工藝（如［４］下圖）。

液相浸漬法采用常規(guī)的技術(shù)容易制得尺寸穩(wěn)定的制品, 缺點(diǎn)是工藝繁雜, 制品易產(chǎn)生 顯微裂紋, 分層等缺陷。

３.３.２化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝

CVD 工藝是最早采用的一種C/ C 復(fù)合材料致密化工藝, 其過程為把CF坯體放入專用CVD 爐中, 加熱至所要求的溫度, 通入碳?xì)錃怏w, 這些氣體分解并在坯體內(nèi)CF 周圍空隙中沉積碳(如圖[4]）。

（１）基本原理

碳?xì)錃怏w(如CH4、C2H6、C3H3、C2H4)等受熱時(shí), 形成若干活性基, 與CF 表面接觸時(shí), 就沉積出碳, 以甲烷為例

CH4+△Q→C+ 2H2 式中△Q 為裂解必需的, 由外部加入的能量。

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碳/碳復(fù)合材料

CVD 法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單, 坯體的開口孔隙很多, 增密的程度便于精確控制, 易于獲 得性能良好的C/ C 復(fù)合材料。缺點(diǎn)是制備周期太長(zhǎng), 生產(chǎn)效率很低。

（２）CVD C/ C 復(fù)合材料的基本方法

CVD 法包括等溫法、熱梯度法、壓差法、脈沖法等。

① 等溫法: 即將坯體放在等溫適壓的環(huán)境下, 讓碳?xì)錃怏w不斷地從坯體表面流過, 靠氣體的擴(kuò)散作用, 反應(yīng)氣體進(jìn)入樣品孔隙內(nèi)進(jìn)行沉積, 其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,但周期長(zhǎng), 制品易產(chǎn)生表面涂層, 密度不高。

② 熱梯度法: 在坯體內(nèi)外表面形成一定溫度差, 讓碳?xì)錃怏w在坯體低溫表面流過,依靠氣體擴(kuò)散作用, 反應(yīng)氣體擴(kuò)散進(jìn)孔隙內(nèi)進(jìn)行沉積,反應(yīng)氣體先接觸低溫表面, 樣品里側(cè)出現(xiàn)大量沉積, 表面很少或不沉積, 隨著沉積過程的進(jìn)行, 坯體里側(cè)被致密化, 內(nèi)外表面溫差越來越小, 沉積逐漸外移, 最終得到里外完全致密的制品。此法周期較短, 制品密度較高, 但重復(fù)性差, 不能在同一時(shí)間內(nèi)沉積不同坯體和多個(gè)坯體, 坯體的形狀也不能太復(fù)雜。

③ 壓差法: 壓差法是均熱法的一種變化, 是在沿坯體厚度方向上造成的一定的氣體壓力差, 反應(yīng)氣體被強(qiáng)行通過多孔坯體。此法沉積速度快, 沉積滲透時(shí)間較短, 沉積的碳均 勻, 制品不易形成表面涂層。

④ 脈沖法: 此法改進(jìn)了的均熱法, 在沉積過程中, 利用脈沖閥交替地充氣和抽真空, 抽真空過程有利于氣體反應(yīng)產(chǎn)物的排除。由于脈沖法能增加滲透深度, 故適合于C/ C 復(fù)合材料后期致密化。

３.４碳碳復(fù)合材料的高溫?zé)崽幚?/p>

根據(jù)使用要求, 經(jīng)常需要對(duì)致密化的C/ C 復(fù)合材料進(jìn)行高溫?zé)崽幚? 常用溫度為1650～2800℃(如果溫度超過2000℃也稱石墨化處理), 其目的是使C/ C 復(fù)合材料中的N、H、O、K、Na、Ca 等雜質(zhì)元素逸出;使碳發(fā)生晶格結(jié)構(gòu)的變化, 調(diào)節(jié)和改善某些性質(zhì);緩解沉積過程中形成的應(yīng)力。制品在致密化過程中進(jìn)行熱處理, 是為了開啟其中的孔洞, 形成便于進(jìn)一步增密的結(jié)構(gòu)。

４碳碳復(fù)合材料的性能

４.１ 物理性能

C/ C 復(fù)合材料在高溫?zé)崽幚砗蟮幕瘜W(xué)成分, 碳元素高于99%, 像石墨一樣, 具有耐酸、堿和鹽的化學(xué)穩(wěn)定性。其比熱容大, 熱導(dǎo)率隨石墨化程度的提高而增大, 線膨脹系數(shù)隨石墨化程度的提高而降低等。

４.２ 力學(xué)性能

C/ C 復(fù)合材料的力學(xué)性能主要取決于碳纖維的種類、取向、含量和制備工藝等。單向增強(qiáng)的C/ C復(fù)合材料, 沿碳纖維長(zhǎng)度方向的力學(xué)性能比垂直方向高出幾十倍。C/ C 復(fù)合材料的高強(qiáng)高模特性來自碳纖維, 隨著溫度的升高, C/ C 復(fù)合材料的強(qiáng)度不降反升,比室溫下的強(qiáng)度還要高。強(qiáng)度最低的C/ C 復(fù)合材料的比強(qiáng)度也較耐熱合金和陶瓷材料的高。

C/ C 復(fù)合材料的斷裂韌性比碳材料高,表現(xiàn)為逐漸破壞。經(jīng)表面處理的碳纖維與基體碳之間結(jié)合強(qiáng)度強(qiáng), 呈現(xiàn)脆性斷裂。而未經(jīng)表面處理的碳纖維與基體碳之間結(jié)合強(qiáng)度低, 呈現(xiàn)非脆性斷裂方式。

４.３ 熱學(xué)及燒蝕性能

C/ C 復(fù)合材料導(dǎo)熱性能好、熱膨脹系數(shù)低, 熱沖擊能力很強(qiáng), 可用于高溫及溫變較大的場(chǎng)合。較高的比熱容適用于需要吸收大量能量的場(chǎng)合。

C/ C 復(fù)合材料是一種升華-輻射型燒蝕材料, 且燒蝕均勻。通過表層材料的燒蝕帶走大量的熱, 可阻止熱流傳入飛行器內(nèi)部。

４.４

摩擦磨損性能

C/ C 復(fù)合材料中碳纖維的微觀組織為亂層石墨結(jié)構(gòu), 其摩擦系數(shù)比石墨高, 在高速高能

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碳/碳復(fù)合材料

量條件下摩擦升溫高達(dá)1000℃ 以上時(shí), 其摩擦性能仍然保持平穩(wěn), 這是它特有的。因此, C/ C 復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于軍用和民用飛機(jī)的剎車盤。

５碳碳復(fù)合材料的應(yīng)用(如圖[5])

根據(jù)碳碳復(fù)合材料所具有的優(yōu)異性能,碳纖廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門之中:（１）先進(jìn)飛行器上的應(yīng)用。飛機(jī)的二次結(jié)件, 如垂尾、剎車片、方向舵等均采用碳纖維復(fù)材料（航天飛機(jī)上的應(yīng)用如圖）。碳碳復(fù)合材料可用于導(dǎo)彈的鼻錐體、噴管、固體火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)（２）體育休閑用品碳纖維的用量占總量的80%。主要用在高爾夫球桿、釣魚桿、羽毛球拍、乓球拍、賽艇、自行車等。

（３）氧化纖維、碳纖維密封墊料是工業(yè)用碳復(fù)合材料制品中用量最大的品種。主要用于發(fā)廠、化工廠、化肥廠和油田等耐高壓、耐腐蝕的和閥。

（４）在紡織工業(yè)領(lǐng)域, 其中30%-40% 的機(jī)使用碳纖維劍桿頭、劍桿帶。具有良好的耐磨剛了勝和導(dǎo)電性, 能保證產(chǎn)品的幾何尺寸穩(wěn)定。

（５）剎車領(lǐng)域的應(yīng)用, 碳碳復(fù)合材料制作飛機(jī)剎車盤符合高性能剎車材料要

碳電泵織性、的乒

[6]

維構(gòu)合還等。

求高比熱容、高熔點(diǎn)以及高溫下的強(qiáng)度要就,剎車盤的使用壽命是金屬基的5~ 7 倍, 剎車力矩平穩(wěn), 剎車時(shí)噪聲小?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于賽車、火車和戰(zhàn)斗機(jī)的剎車材料[7]。

另外，碳纖維還應(yīng)用于眼鏡框、音響設(shè)備、醫(yī)療器械、人體醫(yī)學(xué)、生物工程、建筑材料等領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：石油瀝青工程性質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1)粘滯性

常用指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法如下：

①軟化點(diǎn)與當(dāng)量軟化點(diǎn)

軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn)我國(guó)采用環(huán)與球法，但由于石油瀝青中石蠟的存在，以及其他因素（式樣的預(yù)處理方法、時(shí)間、加熱速率等）影響了軟化點(diǎn)的測(cè)量，使測(cè)得的軟化點(diǎn)出現(xiàn)假象，我國(guó)提出了采用修正軟化點(diǎn)代替實(shí)測(cè)環(huán)與球法軟化點(diǎn)，并稱之為當(dāng)量軟化點(diǎn)。

②瀝青粘度測(cè)試與其流動(dòng)狀態(tài)之間的聯(lián)系

⑴牛頓流體運(yùn)動(dòng)——毛細(xì)管粘度計(jì)；

⑵狹縫中出現(xiàn)簡(jiǎn)單剪切運(yùn)動(dòng)——滑板式粘度計(jì)；

⑶同軸環(huán)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——同軸圓環(huán)式粘度計(jì)；

⑷平板之間的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——平板圓盤式粘度計(jì)（即動(dòng)態(tài)式剪切流變儀）

③動(dòng)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)

美國(guó)SHRP計(jì)劃在瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范中提出的評(píng)價(jià)結(jié)合料高溫穩(wěn)定性的指標(biāo)是采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR），對(duì)原樣瀝青及RTFOT后殘留瀝青式樣分別進(jìn)行兩次動(dòng)態(tài)剪切實(shí)驗(yàn)。以G+/sinδ作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，式樣在高溫設(shè)計(jì)溫度下進(jìn)行，剪切速率10rad/s。

2)延性——延度（低溫）

路用瀝青的延度是通過在規(guī)定的速度和溫度下（5cm/min，15℃或10℃），拉伸標(biāo)準(zhǔn)試件（普通的8字模或條形試模）的兩端直到斷裂的長(zhǎng)度。在4℃或15 ℃時(shí)得到的延度實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠間接地反映在路面溫度時(shí)瀝青粘度和剪切敏感性的關(guān)系。

3)粘附性

①瀝青與礦料的粘附性試驗(yàn)

這類實(shí)驗(yàn)特方法是根據(jù)瀝青粘附在粗集料表面的薄膜在一定溫度下，受水的作用產(chǎn)生剝離的程度，以判斷歷青與集料表面的粘附性能。有水煮法、靜態(tài)水浸法、光度計(jì)法。

②瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)

這類試檢方法適用于級(jí)配礦料與適量瀝青拌和成混臺(tái)料、制成試樣后，測(cè)定瀝青混合料在水的作用下力學(xué)性質(zhì)變化的程度，這類方法與瀝青在路面中使用狀態(tài)較為接近。有浸水抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、浸水馬歇爾試臉(浸水殘留穩(wěn)定度}、真空飽和馬歇爾試驗(yàn)（真空飽和水殘留穩(wěn)定度〕、凍融劈裂試驗(yàn){凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比〕。

4)安全性

我國(guó)規(guī)范中有兩個(gè)閃電試驗(yàn)方法，即克利夫蘭開口杯法（簡(jiǎn)稱COC法）和泰格開口杯法（簡(jiǎn)稱TOC法）。

5)感溫性（感時(shí)性）

國(guó)際上用以表瀝青感溫性的指標(biāo)有多種表達(dá)方式，現(xiàn)在普遍采用的有針人度指數(shù)PI，針人度粘度指數(shù)PVN及粘度指數(shù)VTS等。由于計(jì)算方法不同，實(shí)際的表達(dá)方法更多。不過，無論采用哪一個(gè)指標(biāo)都是以兩個(gè)或兩個(gè)以上.不同溫度的瀝青指標(biāo)的變化幅度來衡量的。

6)老化性

瀝青老化分為施工階段老化（短期老化）和運(yùn)營(yíng)階段老化（長(zhǎng)期老化），其模擬實(shí)驗(yàn)有：瀝青蒸發(fā)損失試驗(yàn)（LOH）、薄膜加熱試驗(yàn)（TFOT）、旋轉(zhuǎn)式薄膜加熱試驗(yàn)（RTFOT）、壓力老化試驗(yàn)（PAV）。評(píng)價(jià)指標(biāo)有：針入度比、粘度比、老化指數(shù)或質(zhì)量損失、15℃延度（或更低溫度延度）等。

7)其他性能指標(biāo)

瀝青結(jié)合料的低溫勁度模量、低溫針入度、脆點(diǎn)與當(dāng)量脆點(diǎn)、低溫收縮、直接拉伸試驗(yàn)、簡(jiǎn)直梁彎曲蠕變?cè)囼?yàn)、低溫粘度、玻璃化溫度；此外還有瀝青的密度、溶解度、電性能。熱性質(zhì)、透水性、減震性等。

第四篇：瀝青材料

瀝青材料

? 內(nèi)容提要：

主要介紹石油瀝青的組分、結(jié)構(gòu)、技術(shù)性質(zhì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)單介紹石油瀝青的改性方法和常用瀝青制品。? 學(xué)習(xí)要求：

必須了解石油瀝青的組分，重點(diǎn)掌握結(jié)構(gòu)與技術(shù)性質(zhì)的關(guān)系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和選用；了解改性瀝青及其常用品種的特瀝青瀝青材料是由高分子碳?xì)浠衔锛捌溲苌锼M成的混合物。按來源分為：

地瀝青（含天然地瀝青和石油地瀝青）

焦油瀝青（含煤瀝青、木瀝青、頁巖瀝青等）? 土木工程中主要應(yīng)用的是石油瀝青和煤瀝青

? 石油瀝青的概念：

石油原油經(jīng)蒸餾提煉出各種輕質(zhì)油（汽油、煤油、柴油等）及各種潤(rùn)滑油后的殘留物，或再經(jīng)加工而得的產(chǎn)品。

? 石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)： A、組分

通常將瀝青中化學(xué)成分和物理性質(zhì)相近，并且具有某些共同特征的部分，劃分為一個(gè)組分（或稱為組叢）。劃分三組分法：

油分、樹脂和地瀝青質(zhì) ? 組分對(duì)石油瀝青性能影響：

油分：賦予瀝青流動(dòng)性；

樹脂：使瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性；

地瀝青質(zhì)：決定瀝青的耐熱性、粘性和脆性，其含量越多，軟化點(diǎn)越高，粘性越大，越硬脆。? 石油瀝青的結(jié)構(gòu)：

屬膠體結(jié)構(gòu)。是以地瀝青質(zhì)為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構(gòu)成膠團(tuán)，無數(shù)膠團(tuán)分散在油分中而形成膠體結(jié)構(gòu)。? 結(jié)構(gòu)類型：

溶膠結(jié)構(gòu)、溶－凝膠結(jié)構(gòu)和凝膠結(jié)構(gòu)

瀝青材料

? 石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

內(nèi)容：

主要性質(zhì)有：

次要：

粘滯性（粘性）

溶解度

塑性

閃點(diǎn)

溫度敏感性

燃點(diǎn)

大氣穩(wěn)定性 ? 粘滯性

反映瀝青材料內(nèi)部阻礙其相對(duì)流動(dòng)的一種特性。（瀝青的軟硬、稀稠程度）

測(cè)定指標(biāo)：粘滯度（液體）－相對(duì)粘度

針入度（固態(tài)或半固態(tài)）

測(cè)定方法：

? 粘滯度：在規(guī)定溫度下，通過規(guī)定直徑的孔流出50cm

3瀝青所需要的時(shí)間秒數(shù)。常用符號(hào)

? 針入度：在規(guī)定溫度25℃條件下，以規(guī)定質(zhì)量100g的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)針，在規(guī)定時(shí)間5s內(nèi)貫入試樣的深度表示（單位：1/10mm）

? 塑性：指石油瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后仍保持變形后的形狀不變的性質(zhì)。? 測(cè)定指標(biāo)：延伸度（延度）? 測(cè)定方法：試樣制成? 型試件（中間最小截面積1cm2），在規(guī)定的拉伸速度（5cm/min）和規(guī)定溫度（25 ℃）下拉段時(shí)的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度（cm）。

? 溫度敏感性：指石油瀝青的粘性與塑性隨溫度升降而變化的性能。

? 測(cè)定指標(biāo)：

軟化點(diǎn)（由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢鲃?dòng)性膏體時(shí)的溫度值）

針入度指數(shù)（PI，較準(zhǔn)確反映溫度敏感性的指標(biāo)）

? 軟化點(diǎn)測(cè)定方法：環(huán)球法（將試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi)，試樣上放置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋼球，浸入水或甘油中，以規(guī)定的升溫速度加熱，使瀝青軟化下垂至25.4cm是的溫度值）

? 大氣穩(wěn)定性：在熱、陽光、氧氣和潮濕等自然因素的長(zhǎng)期綜合作用下，瀝青抵抗老化的性能。? 測(cè)定指標(biāo)：

蒸發(fā)損失百分率和蒸發(fā)后針入度比

? 測(cè)定方法：以瀝青試樣在蒸發(fā)器皿中加熱蒸發(fā)測(cè)定其前后質(zhì)量和針入度確定。? 注：

針入度、延度、軟化點(diǎn)、針入度比或蒸發(fā)損失四種性質(zhì)是石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)，是鑒定建筑工程中常用石油瀝青品質(zhì)的依據(jù)。

了解溶解度、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是其全面評(píng)價(jià)質(zhì)量和安全的需要。

? 石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用 A、根據(jù)用途石油瀝青分為：

道路石油瀝青：分中、輕和重交通及液體石油瀝青 建筑石油瀝青 普通石油瀝青

B、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容：

針入度、延度、軟化點(diǎn)、針入度比和蒸發(fā)損失、溶解度、閃點(diǎn) 注：

不同類型的瀝青其要求測(cè)試指標(biāo)值的方法不同。C、牌號(hào)劃分：

主要根據(jù)針入度、延度和軟化點(diǎn)等劃分，牌號(hào)的確定主要依據(jù)針入度值。注：

同一類型的石油瀝青材料，牌號(hào)越高、粘性越小、塑性愈好，溫度敏感性越大。D、選用原則：

按工程類別及地區(qū)氣候條件、工程部位等具體情況，合理使用。

滿足使用要求的前提，應(yīng)盡量選用較高牌號(hào)的石油瀝青。

? 建筑石油瀝青的使用：作防水卷材、防水涂料、瀝青膠和瀝青嵌縫膏主要用于屋面和地下防水，溝槽防水防腐及管道防腐等工程。

? 道路石油瀝青的使用：主要用于各種道路路面或車間地面，也可用于地下防水防潮。（按道路等級(jí)不同，分中、輕和重交通技術(shù)要求選擇；）? 道路石油瀝青：

液體石油瀝青的技術(shù)要求：按凝結(jié)速度分（快凝AL（R）、中凝AL（M）和慢凝AL（S））三個(gè)等級(jí)。

? 普通石油瀝青使用：用于摻配或改性處理后使用。? 瀝青的摻配和改性 A、瀝青的摻配：

兩種瀝青摻配的比例采用下式估算： 瀝青的摻配注意

? 選表面張力相近、化學(xué)性質(zhì)相似； ? 同產(chǎn)源（石油瀝青或煤瀝青）

瀝青材料（改性瀝青）

B、改性瀝青：為了使瀝青具有較好的綜合性質(zhì)，以滿足使用要求，常用樹脂、橡膠等高分子材料對(duì)瀝青進(jìn)行的改性處理后產(chǎn)品。品種有：

氧化瀝青、礦料改性瀝青、樹脂改性瀝青、橡膠改性瀝青等等。

第五篇：如何做好風(fēng)險(xiǎn)防范,確保石油瀝青期貨平穩(wěn)運(yùn)行

中國(guó)國(guó)際期貨

如何做好風(fēng)險(xiǎn)防范，確保石油瀝青期貨平穩(wěn)運(yùn)行

為加強(qiáng)瀝青期貨交易風(fēng)險(xiǎn)管理，根據(jù)瀝青期貨產(chǎn)品特點(diǎn)，在原有《上海期貨交易 所風(fēng)險(xiǎn)控制管理辦法》中，新增了針對(duì)瀝青期貨的保證金制度、漲跌停板制度、限倉(cāng)制度、大戶報(bào)告制度、強(qiáng)行平倉(cāng)制度和風(fēng)險(xiǎn)警示制度。

此外，為確保交割安全，在交割環(huán)節(jié)中，我們將采用當(dāng)前國(guó)內(nèi)期貨市場(chǎng)嚴(yán)格的監(jiān)管模式，合理規(guī)范完善交割制度，確保市場(chǎng)不被壟斷、操縱，使得期貨功能能夠得到有效發(fā)揮，確保期貨市場(chǎng)的有效性和公正性。