炭材料致密化技术及其研究进展

高凤1，2，张皓伟2，崔正威2，袁观明1，2，许斌2( 1．武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室)( 2．武汉科技大学湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室)

摘要: 炭材料种类繁多、结构特殊，并且具有优良的导电导热性、化学稳定性以及优异的力学性能，可用于导电剂、换热器和增强增韧材料等，在传统材料、功能材料、高新技术、新能源和生态环境等领域起到了举足轻重和不可替代的作用。但是炭材料通常存在一定数量的孔隙、裂纹和缺陷等，直接影响其物理性能和实际应用。致密化处理是常用的改善炭材料性能的手段，可以有效减少炭材料内部孔隙和裂纹，提高体积密度和致密程度，并改善微晶结构及取向，从而使其力学性能、导热性能和电学性能等得到大幅度提高。首先简单介绍了炭材料的种类、性质及应用，然后对炭材料的晶体结构、理论密度和内部孔隙的形成与分类进行了归纳，并强调了炭材料致密化的目的和原理; 系统总结了炭材料致密化的不同方法及技术，包括热模压烧结致密、热致收缩致密、液相浸渍增密和气相渗透/沉积增密; 同时梳理了致密化的炭材料的新兴应用，包括高性能炭纤维及其复合材料以及碳基能源存储材料; 最后对炭材料致密化的发展趋势和应用前景进行了展望。

关键词: 炭材料; 孔隙; 致密化; 结构; 性能