炭素工艺学

绪论

1炭与石墨的生成及其结构

1．1碳的存在形式

1．2碳原子结构及其价键

1．3碳的同素异构体及其晶体结构

1．4炭石墨材料的结构

1．5炭与石墨材料结构的x射线衍射测量

1．6炭石墨材料的特性与应用

2炭与石墨及金刚石的生成机理

2．1炭的生成与炭化的分类

2．2有机物炭化机理

2．3沥青的中间相的生成与结构

2．4无定形炭向石墨转化的机理

2．5石墨向金刚石转化的机理

2．6纳米碳管的生成机理

3炭石墨材料的分类与生产工艺流程

3．1炭石墨材料及制品的分类和炭素厂设计原则

3．2炭石墨材料的生产工艺流程

3．3炭纤维及炭纤维复合材料生产工艺流程

3．4石墨层间化合物的合成方法

3．5热解石墨的制备方法

3．6炭石墨材料的生产特点与环境保护

4炭素固体原材料

4．1炭素固体原材料的种类及其用途

4．2石油焦的生成及其结构和性能

4．3沥青焦的生成与性能

4．4无烟煤的形成与性能

4．5天然石墨的形成与性能

4．6炭黑的生成与性能

4．7金属粉末的制备及其性能

4．8冶金焦及其他原料和辅料

5黏结剂与浸渍剂

5．1黏结剂的作用与种类

5．2煤焦油与煤沥青的生成与质量指标

5．3煤沥青的组成分析

5．4煤沥青的物理化学性质

5．5黏结剂的黏结机理

5．6煤沥青的分子结构

5．7合成树脂黏结剂

5．8浸渍剂

6炭素固体原料的煅烧工艺

6．1概述

6．2焦炭的元素组成与煅烧温度的关系

6．3焦炭在煅烧时结构的变化

6．4焦炭在煅烧时电磁性能的变化

6．5焦炭的煅烧温度对其产品性能的影响

7原料的粉粒制备原理与粉粒特性

7．1固体原料粉碎的目的与原理

7．2炭素原料粉末的物理特性

7．3原料粉末的工艺特性

7．4粉末粒度的测量方法

7．5粉粒制备的工艺流程

8炭石墨材料的生产配方原理与计算

8．1配方的目的与内容

8．2原料组成的理论基础

8．3炭素固体原料种类的选择

8．4金属一石墨制品原料的选择

8．5炭石墨材料的固体原料的粒度组成

8．6黏结剂的选择及其加入量

8．7黏结剂与干料的相互作用原理

8．8原料配方的计算方法

8．9配料方法与配料操作

9混合与混捏工艺原理

9．1混合与混捏的定义及其目的

9．2混合与混捏原理

9．3粉末混合工艺及影响混合质量的因素

9．4混捏工艺

9．5热辊压工艺

10炭石墨材料的成形工艺

10．1成形方法与成形工艺的改进

10．2压制成形过程与机理

10．3模压过程中的受力分析

10．4模压压坯密度分析

10．5模压工艺与操作

10．6挤压成形原理

10．7影响挤压过程的因素

lO．8挤压力计算

10．9挤压工艺及产生废品的原因

10．10振动成形原理与工艺

10．11等静压成形原理与工艺

11焙烧工艺

11．1焙烧的目的与焙烧过程

11．2炭粉的烧结机理

11．3焙烧过程中煤沥青的热解与黏结剂焦的形成

11．4煤沥青的黏结性能

11．5升温速度对焙烧过程的影响

11．6焙烧体系中的气氛

11．7压力对焙烧过程的影响

11．8炭材料的粒度组成和性质对产焦率的影响

11．9焙烧时制品的收缩

11．10焙烧过程中填充料的作用

11．11焙烧的工艺制度

11．12焙烧工艺操作

11．13焙烧新工艺

11．14焙烧废品分析

12炭石墨材料的密实化工艺

12．1密实的目的与分类

12．2浸渍原理

12．3浸渍工艺及其效果

12．4表面处理与涂覆

13石墨化工艺

13．1石墨化的目的与方法

13．2石墨化机理

13．3石墨化过程中的热力学

13．4石墨化过程中的动力学

13．5石墨化过程与石墨化程度

13．6影响石墨化过程的因素

13．7石墨化炉传热原理与温度分布

13．8石墨化工艺的制订原理

13．9石墨化的生产工艺操作

13．10石墨化废品类型及其产生原因

13．11石墨化炉的电气控制与操作

13．12石墨化炉的物料与热电平衡计算

13．13催化石墨化的机理与工艺

13．14石墨提纯工艺

14炭石墨制品的机械加工工艺

14．1炭石墨制品的机械加工概述

14．2炭石墨制品的切削原理

14．3切削刀具的材料与结构

14．4切削工艺与加工测量

15石墨与炭素材料的热学性质

15．1固体的热容量与热力学函数

15．2炭和石墨的比热容与碳状态图

15．3炭与石墨的热导率

15．4炭石墨材料的热膨胀和耐热冲击性

16炭与石墨的电磁性质

16．1晶体的能带理论基础

16．2炭与石墨晶体中的能带结构和电子状态

16．3石墨晶体的布拉格反射与布里渊区

16．4炭石墨半导体及其载流子的统计分布

16．5炭石墨材料的导电机理

16．6炭石墨材料的电流效应

16．7石墨与炭素材料的磁矩和磁化率

16．8石墨及炭素材料的逆磁性

16．9石墨及炭素材料的顺磁性和电子自旋共振

17石墨与炭素材料的晶格缺陷

17．1炭与石墨材料的点缺陷

17．2热缺陷数目的统计计算

17．3炭石墨材料的位错与层合缺陷

17．4炭石墨材料的面缺陷和孔隙缺陷

17．5石墨的放射线损伤

18石墨与炭素材料的力学性质

18．1弹性形变与弹性模量

18．2多晶石墨的应力应变关系

18．3石墨与炭素材料的断裂与强度

18．4石墨与炭素材料的蠕变

19石墨与炭素材料的化学性质

19．1炭石墨材料与气体的反应

19．2炭与石墨的高温氧化

19．3炭与石墨的湿式氧化

19．4石墨层间化合物

19．5炭的固固相反应

20炭石墨材料的检测技术

20．1炭石墨材料的检测内容及分类

20．2炭石墨材料的基础实验原理与方法

20．3煤沥青的各项指标测定

20．4炭石墨材料的物理性能的测定

20．5炭石墨材料热学性能的测定

20．6炭石墨材料的微观结构与化学组成的测定

附录

实验一炭素材料内在水分的测定(YB／T14281997)

实验二炭素材料灰分含量的测定方法(G142985)

实验三炭素材料挥发分的测定(YB／T51892000)

实验四炭素材料含硫量的测定方法(YB／T14301997)

实验五煤沥青软化点测定方法

实验六沥青中总固定碳的测定

实验七沥青组分析

实验八煤沥青甲苯不溶物测定方法(抽提法)(GB229280)

实验九煤沥青喹啉不溶物测定方法(抽提法)(GB229380)

实验十炭石墨材料真密度测定方法

实验十一炭素材料体积密度测定方法(YB／T1191997)

实验十二炭素材料气孔率的测定方法

实验十三筛分分析

实验十四石墨细度检验方法(GB／T352005)

实验十五粉末比表面积的测定方法

实验十六炭素材料耐压强度测定方法(GB143185)

实验十七炭素材料抗折强度测定方法

实验十八炭素材料的抗拉强度测定方法

实验十九炭素材料的弹性模量测定方法

实验二十炭素材料的硬度测定方法

实验二十一炭素材料电阻率测定方法(YB／T1201997)

实验二十二炭素材料粉末比电阻的测定

实验二十三炭石墨材料热导率的测定(GB872288)

实验二十四石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法(GB3074.482)

实验二十五炭素材料氧化度的测定

　　《炭素工艺学》是在参考了大量国内外文献并总结了作者30多年教学、科研及生产经验的基础上写成的，系统地讲述了炭石墨材料从原材料、半成品到成品的加工方法和过程的工艺原理；炭和石墨以及炭素材料的形成、结构和性能。内容丰富、资料与信息量大。　　本书可作为炭素材料专业的教科书和企业技术人员的培训教材。　　本书是在参考了大量国内外文献并总结了作者30多年教学、科研及生产经验的基础上写成的，系统地讲述了炭石墨材料从原材料、半成品到成品的加工方法和过程的工艺原理；炭和石墨以及炭素材料的形成、结构和性能。内容丰富、资料与信息量大。本书力求工艺理论与生产实践相结合、微观结构原理与宏观检测指标相结合，以适应不同知识和技术水平的读者需要。　　本书可作为炭素材料专业的教科书和企业技术人员的培训教材；也可供冶金、机械、电机、化工和有关部门从事炭素材料的生产、科研和使用的科技人员参考。