瀝青中間相產(chǎn)品檢測能力獲批

關鍵詞：瀝青中間相檢測,瀝青中間相檢測報告,瀝青碳微球檢測，ASTM D4616-95，GB/T 38396-2019，焦化瀝青類產(chǎn)品中間相含量的測定 光反射顯微分析方法,CMA報告

本測試中心提供瀝青中間相檢測，出具瀝青中間相檢測報告，具有以下瀝青中間相檢測能力：

《顯微鏡反射光分析和測定瀝青中中間相試驗方法 ASTM D4616-95(R2018)》

《GB/T 38396-2019      焦化瀝青類產(chǎn)品中間相含量的測定 光反射顯微分析方法》

國家建筑材料工業(yè)地質(zhì)工程勘查研究院測試中心擁有國家級CMA、CNAS資質(zhì)，通過了ISO9001質(zhì)量管理體系認證、ISO14001環(huán)境管理體系認證、職業(yè)健康安全管理體系等國際認證，共研發(fā)有12個礦種共計30個國家一級標準物質(zhì)。

瀝青中間相的性質(zhì)與其原料性質(zhì)密切相關，中間相瀝青都具有較小的氫碳比H/C，100%炭質(zhì)中間相的H/C 原子比可以達到0.35～0.5，如果在常壓或高壓惰性氣氛中對瀝青中間相進行熱處理還可有效地提高其玻璃態(tài)轉化溫度Tg 和碳值。瀝青中間相的物性參數(shù)均隨瀝青原料及其炭化條件的變化而改變。瀝青中間相具有光學各向異性，在偏光顯微鏡下觀察時，隨著載物臺的轉動，由于對光的折射率不同，中間相瀝青的表面會呈現(xiàn)出黃色、藍色、紅色等變化。此外，它還具有磁學各向異性。在磁場中，小球的平面狀大分子沿磁場方向平行排列（球軸垂直于磁場），具有顯著的抗磁各向異性。

中間相的概念可以解釋為：有一類物質(zhì)在從晶體轉變?yōu)橐后w過程（或逆過程）的中間階段，呈現(xiàn)出一種光學各向異性的混濁流體狀態(tài)，既是液體形態(tài)同時又具有晶體光學各向異性特征，結晶學中稱之為液晶，物相學中則稱之為中間相。

在50年的發(fā)展歷程中，瀝青中間相作為一種典型的炭質(zhì)中間相原料，由于它來源廣泛，性能優(yōu)異、價格低廉、碳產(chǎn)率高和可加工性強等優(yōu)點而被公認是許多先進功能材料的優(yōu)秀母體，即由它可低成本制備出許多高性能碳素材料。比如瀝青中間相基碳纖維、針狀焦、瀝青中間相基電極材料、中間相瀝青基復合材料、瀝青中間相基泡沫炭等。這些功能性材料將在國防工業(yè)、航空航天、尖端科技、日常生活等領域發(fā)揮巨大作用。

1.瀝青中間相基碳纖維

1963年，各向同性瀝青基碳纖維制造技術問世，短短6年之后，研究者們成功開發(fā)出中間相瀝青基碳纖維的制造技術。瀝青中間相基碳纖維具有超高強度、超高模量、高傳導性和低熱膨脹系數(shù)等特點，一直以來都是炭材料領域研究的熱點，生產(chǎn)技術日益成熟，在美國、日本等國家早已實現(xiàn)工業(yè)化。美國UCC公司（后來并購于AmoCo公司）是生產(chǎn)瀝青基高性能碳纖維的最早廠家，其生產(chǎn)的ThornelP-100型高性能碳纖維抗拉強度2400MPa，抗拉模量為690GPa，而價格卻高達8 美元/克，如此昂貴的價格限制了它在市場上的使用。一些價格相對低廉、性能更加優(yōu)越的碳纖維產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。以瀝青中間相為原料，經(jīng)過熔融紡絲工序后形成纖維，由于經(jīng)過噴絲板過程中間相分子發(fā)生了擇優(yōu)取向，使得分子取向排列方向平行于纖維軸。這種纖維再經(jīng)進一步的氧化、炭化或石墨化處理即可制成高模量（>900 GPa）、高強度（>4GPa）、高導電性（電阻率僅為1.13 μΩ穖）和高導熱性[導熱率可達1200 W/(m3)]的纖維狀炭材料，從而很可能在航空航天、核能等領域的熱管理系統(tǒng)中獲得進一步的應用。

2.瀝青中間相基泡沫炭

瀝青中間相基泡沫炭（mesophase pitch-basedcarbon foam，MPCF）是由瀝青中間相經(jīng)過發(fā)泡工藝制得的一種新型多孔材料。這種炭材料由于具有低密度、開放的孔結構、優(yōu)異的力學性能、良好的熱穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)的導電導熱性能有望應用于火箭發(fā)動機噴嘴和火箭抗沖擊與減噪發(fā)射平臺、引擎部件、飛機和輪船等的耐火門窗、高性能熱傳導散熱系統(tǒng)以及儲能的電極和催化劑載體。

1992 年美國空軍材料實驗室首次用中間相瀝青為原料，通過高壓“發(fā)泡”技術制備了泡沫炭。1998 年美國橡樹嶺國家實驗室的炭材料研究人員Klett 在從瀝青制備炭材料時偶然發(fā)現(xiàn)了一種石墨化多孔炭材料，為后來采用瀝青中間相為原料制備高性能瀝青泡沫炭提供了可能。此后，瀝青中間相基泡沫炭的研究迅速開展起來，并受到美國政府、各科研機構和潛在用戶的廣泛關注，被認為可以引起新材料領域的革命。國內(nèi)關于瀝青中間相基泡沫炭的制備還處在實驗室研究階段，其中天津大學王成揚、北京化工大學的沈曾民、中科院山西煤炭化學研究所郭全貴以及大連理工大學邱介山等都進行了一些有特色的工作。

3.瀝青中間相基電極材料

碳素材料是制備各種電池的重要材料。中間相瀝青作為一種易石墨化炭材料，高溫處理后，有利于向晶體石墨結構轉化，形成規(guī)整的三維堆疊結構，這種結構由于嵌入鋰離子能量較低，有利于深度嵌鋰，提高可逆容量等優(yōu)點，可用于制備電極材料。對瀝青中間相進行表面改性處理后用作鋰離子電極材料，得到了充放電容量高、循環(huán)性能好的炭電極；以炭化、石墨化處理后的石油系瀝青中間相作為鋰離子蓄電池負極材料，不僅材料制備工藝簡單、成本低，而且產(chǎn)品比容量高，其性能可以與已商業(yè)化的中間相碳微球相比。

4.瀝青中間相基炭/炭復合材料

瀝青中間相具有高殘?zhí)柯?、高密度和易石墨化等?yōu)點，是一種理想的炭/炭復合材料的前體。中間相瀝青基炭/炭復合材料通常采用循環(huán)的浸漬和炭化來合成，并在不同領域得到了廣泛的應用，主要歸功于它具備許多優(yōu)異的特性，如低的體積密度、高的機械強度、良好的導熱性、低的熱膨脹系數(shù)和惰性氣氛下好的耐摩擦性能。對炭黑與中間相瀝青混合制備而成的泡沫炭復合材料進行過深入的研究。認為瀝青中間相基泡沫炭雖然具有許多難以替代的優(yōu)勢，但它也有一個無法克服的缺陷，即缺乏一定的機械強度。他將通常用來制備高強度復合材料的炭黑以顆粒形式加入到萘系中間相瀝青中制備泡沫炭，結果發(fā)現(xiàn)由此制得的中間相瀝青基炭/炭復合材料的骨架中只存在很少的微裂痕，并且孔與孔之間的韌帶比較粗大，使得其機械強度有了很大改善。

采用萘基瀝青中間相為原料，經(jīng)適度氧化處理后壓制成型、炭化、石墨化制成了高密度、高強度炭/石墨材料，并通過對樣品物理性能和微觀結構的研究證明，氧化瀝青中間相是制備高性能炭/石墨材料良好的前體。利用在中間相瀝青中具有良好分散性的石墨插層化合物（GIC）作為引發(fā)劑來合成均勻的瀝青中間相/石墨納米片（MP/GNPs）復合材料。電化學測試結果顯示，相比作為陽極材料的瀝青中間相，炭化后的MP/GNPs復合材料顯示了更高的可逆容量和相對穩(wěn)定的循環(huán)性能。

5.瀝青中間相的其它應用

除了用作以上材料的優(yōu)質(zhì)前體外，中間相瀝青還可以用來制備其它功能性炭材料。比如針狀焦、黏結劑、中間相炭微球等高級炭素材料。

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