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【技术实现步骤摘要】
本申请属于材料加工,尤其涉及一种大厚度的玻璃碳及其制备方法。
技术介绍
1、玻璃碳(gc)是一种非石墨化碳材料,具有极佳的硬度以及化学惰性,通常通过压缩热解的粉末状前驱体合成。这种制造工艺成品率低,不能实现大厚度制备,因为厚的产品容易因气体产物的逃逸产生应力集中而断裂,因此,玻璃碳产品制备工艺复杂且价格昂贵。
2、近年来,随着材料加工技术不断改进,玻璃碳的制备方法也有了一定的改进。玻璃碳可以通过块状前驱体材料进行直接热处理制备得到,该制备方法可以避免以粉末为原材料,并且不需要以粉末为坯料进行加工处理,可以降低一定的制备成本。
3、然而,由于对碳结构形成和气态反应产物逸出的认识不足,块状前驱体的直接热解的处理方法并不成熟,进而影响了制备得到的玻璃碳材料的厚度以及性能。因此,亟需提供一种玻璃碳的全新制备工艺以用于大厚度的玻璃碳材料的制备。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种大厚度的玻璃碳及其制备方法,旨在解决现有技术中块状前驱体制备大厚度玻璃碳的制备工艺尚不成熟的问题。
2、为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
3、第一方面,本申请提供一种玻璃碳的制备方法,包括如下步骤:
4、提供液态树脂前驱体材料;
5、将液态树脂前驱体材料进行脱气处理,得到脱气后的液态树脂前驱体材料;
6、将脱气后的液态树脂前驱体材料进行固化处理,得到固化后的块状树脂前驱体材料;
7、将固化后的块状树脂
8、进一步,将液态树脂前驱体材料进行脱气处理的步骤中,包括:
9、将液态树脂前驱体材料置于真空条件下加热至70~110℃后,保温30~40分钟。
10、进一步,将脱气后的液态树脂前驱体材料进行固化处理的步骤中,包括:
11、将脱气后的液态树脂前驱体材料在130~135℃的条件下保温10~11小时。
12、进一步,将固化后的块状树脂前驱体材料进行热解处理的步骤中,包括:
13、将固化后的块状树脂前驱体材料从室温加热至900~1100℃后,再依次于500℃和600℃的条件下进行保温处理。
14、进一步,加热的速率为3~5℃/min。
15、进一步,保温处理步骤中,包括:依次于500℃条件下保温处理1小时,于600℃条件下保温处理1小时。
16、进一步,冷却的温度为24~26℃。
17、第二方面,本申请提供一种玻璃碳,玻璃碳由上述的玻璃碳的制备方法制备得到。
18、进一步,玻璃碳的厚度为7mm~13.52mm。
19、进一步,在0~550℃条件下,玻璃碳的杨氏模量为21.1~21.3gpa。
20、进一步,玻璃碳的电导率为0~110s/cm。
21、本申请第一方面提供的一种玻璃碳的制备方法,该制备方法以液态树脂前驱体材料作为原料,依次进行脱气处理、固化处理、热解处理,通过一系列的反应,可以直接之别得到大厚度的玻璃碳材料,该制备方法良品率高,制备工艺简单,并且制备得到的玻璃碳性能优异,实现了大厚度玻璃碳材料的制备,有利于广泛应用。
22、本申请第二方面提供的玻璃碳,提供的玻璃碳是采用上述玻璃碳的制备方法制备得到,得到的玻璃碳厚度大且厚度可控,并且具有稳定且可调节的杨氏模量和电导率,有利于应用于模具材料、电化学、医用材料等领域。
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1.一种玻璃碳的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,将所述液态树脂前驱体材料进行脱气处理的步骤中,包括:
3.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,将所述脱气后的液态树脂前驱体材料进行固化处理的步骤中,包括:
4.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,将所述固化后的块状树脂前驱体材料进行热解处理的步骤中,包括:
5.根据权利要求4所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,所述加热的速率为3~5℃/min。
6.根据权利要求4所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,所述保温处理步骤中,包括:依次于500℃条件下保温处理1小时,于600℃条件下保温处理1小时。
7.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,所述冷却的温度为24~26℃。
8.一种玻璃碳,其特征在于,所述玻璃碳由权利要求1~7任一所述的玻璃碳的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的玻璃碳,其特征在于,所述玻璃碳的厚度为7mm~13.52mm。
10.根据权利要求8所述的玻璃碳,其特征在于,在0~550℃条件下,所述玻璃碳的杨氏模量为21.1~21.3GPa;和/或,
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃碳的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,将所述液态树脂前驱体材料进行脱气处理的步骤中,包括:
3.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,将所述脱气后的液态树脂前驱体材料进行固化处理的步骤中,包括:
4.根据权利要求1所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,将所述固化后的块状树脂前驱体材料进行热解处理的步骤中,包括:
5.根据权利要求4所述的玻璃碳的制备方法,其特征在于,所述加热的速率为3~5℃/min。
6.根据权利要求4所述...
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