CN101269980B - 粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法 - Google Patents
粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101269980B CN101269980B CN2007101989001A CN200710198900A CN101269980B CN 101269980 B CN101269980 B CN 101269980B CN 2007101989001 A CN2007101989001 A CN 2007101989001A CN 200710198900 A CN200710198900 A CN 200710198900A CN 101269980 B CN101269980 B CN 101269980B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- composite refractory
- carbon composite
- refractory material
- nanofiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明涉及一种粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法，其特征是：按照制备碳复合耐火材料的配料要求准备原料，将占物料总重量0.5～3％的硝酸镍配制成浓度为10％的水溶液后与制备碳复合耐火材料的耐火原料中的板状刚玉粉或鳞片石墨充分混合，并对上述混合物进行烘干至水分含量为1-2wt％；然后将这部分混有硝酸镍的原料与制备碳复合耐火材料的其它剩余原料配合，然后按照碳复合耐火材料的生产工艺进行混练、成型、干燥、烧成后，即可在碳复合耐火材料内生长出粗大的碳纳米管或碳纳米纤维。其优点是：工艺流程简单、各项工艺参数易于控制，在烧成碳复合耐火材料内生长的粗大的碳纳米管及碳纳米纤维数量多，生长良好，呈丛状交织于碳复合耐火材料内部，长度可达数十微米，扫描电镜照片显示出其清晰的中空结构，直径为50nm～400nm不等。本发明实现了碳纳米管及碳纳米纤维在烧成碳复合耐火材料中的原位生长。
Description
技术领域
本发明涉及一种粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法。
背景技术
碳是碳复合耐火材料的重要组分，它是碳复合耐火材料获得优良性能的关键成份。碳复合耐火材料在高温烧成后，碳主要以石墨态及无定形态的形式存在于耐火材料中。实践表明，当碳复合耐火材料中加入一定量的纳米级碳黑后其抗氧化性、抗熔渣侵蚀性以及强度均有提高，但纳米级碳黑是在碳复合耐火材料生产时以外加的形式配入到原料中的，外加的纳米级碳黑在混料时存在难以分散均匀的缺点，纳米碳材料在碳复合耐火材料中的原位生长技术还未见报道；纳米碳管和纳米碳纤维由于其独特的结构和性能一直是近年来研究的热点，其在复杂的多相体系碳复合耐火材料中的生长研究还未见报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用烧成碳复合耐火材料的常规生产工艺，在其内部原位生长出碳纳米管及碳纳米纤维的粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法，以实现烧成碳复合耐火材料中碳的纳米化以及碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的原位生长，从而提高和改进碳复合耐火材料的性能，并为碳纳米管及碳纳米纤维等碳纳米材料找到新的生长环境，为其制备及应用开辟新的思路。
本发明的方法是：在制备烧成碳复合耐火材料的配料过程中配入0.5～3.0wt％的硝酸镍，利用碳复合耐火材料的常规生产工艺在其内部原位生长出碳纳米管及碳纳米纤维。具体制备过程：按照制备碳复合耐火材料的配料要求准备原料，将占物料总重量0.5～3.0％的硝酸镍配制成质量百分浓度为10％的水溶液后与制备碳复合耐火材料的原料中的板状刚玉粉或鳞片石墨充分混合，并对上述混合物进行烘干至水分含量为1-2wt％；然后将这部分混有硝酸镍的板状刚玉粉或鳞片石墨原料与制备碳复合耐火材料的其它原料配合，然后按照碳复合耐火材料的生产工艺进行混练、成型、干燥、烧成后，即可在碳复合耐火材料内生长出粗大的碳纳米管或碳纳米纤维。
发明的效果
本发明的工艺流程简单、各项工艺参数易于控制，在烧成碳复合耐火材料内生长的粗大的碳纳米管及碳纳米纤维数量多，生长良好，呈丛状交织于碳复合耐火材料内部，长度可达数十微米，扫描电镜照片显示出其清晰的中空结构，直径为50nm～400nm不等。本发明实现了碳纳米管及碳纳米纤维在烧成碳复合耐火材料中的原位生长，填补了烧成碳复合耐火材料中碳纳米化技术以及碳纳米管及碳纳米纤维在耐火材料中生长技术的空白，为提高碳复合耐火材料的性能以及为碳纳米管及碳纳米纤维的制备、应用技术提供了新的方法和思路。
附图说明
图1为本发明中所制得的生长有粗大碳纳米管及碳纳米纤维的碳复合耐火材料实物图；
图2、3分别为本发明中碳复合耐火材料中原位生长的粗大碳纳米管及碳纳米纤维的扫描电镜照片及能谱成分分析图谱。
具体实施方式
实施例
表1原料的理化指标
表2各物料的配合比
实施例1
1)按照表1所示理化指标选取烧结板状刚玉、α-Al2O3、、石墨、金属硅粉、酚醛树脂以及硝酸镍；按照表2中所示各种物料的配合比分别称取粒度为1.0～0mm的板状刚玉380g，＜0.043mm的板状刚玉330g，α-Al2O3粉30g，鳞片石墨240g，金属硅粉20g，酚醛树脂60g备用；
2)称取5克硝酸镍加入45克蒸馏水配制成浓度为10％溶液后加入到步骤1)中称取的330g的粒度为＜0.043mm的板状刚玉粉中充分混合，将混合物置于干燥箱于110℃下干燥48小时至其中的水分排除，然后将干燥产物置于研磨机中研磨30分钟后与步骤1)中称取好的30gα-Al2O3粉，20g金属硅粉混合备用；
3)将称取好的60g酚醛树脂在80℃的水浴中加热15分钟后，将其一半加入到步骤1)中称量好的380g粒度为1.0～0mm的板状刚玉中，在混合机中混合5分钟后加入步骤1)中称量好240g鳞片石墨，继续混合5分钟后将剩余的酚醛树脂和步骤2)中的混和好的细粉加入到其中，再继续混合20分钟后将混合物装入塑料袋中困料5～6小时；
4)将步骤3)中困好的物料用万能压力机压制成体积密度为2.7±0.1g/cm3，尺寸为φ50mm×50mm的砖坯，将砖坯置于180℃的干燥箱中干燥24小时后埋碳加热到1450℃，保温4个小时，自然冷却至室温即得到碳复合耐火材料制品。将碳复合耐火材料制品置于扫描电镜下观察，即可观测到在其内部生长出数量大、生长良好的粗大碳纳米管或碳纳米纤维。
实施例2
1)按照表1所示理化指标选取烧结板状刚玉、α-Al2O3、、石墨、金属硅粉和酚醛树脂以及硝酸镍；按照表2所示各种物料的配合比分别称取粒度为1.0～0mm的板状刚玉380g，＜0.043mm的板状刚玉330g，α-Al2O3粉30g，鳞片石墨240g，金属硅粉20g，酚醛树脂60g备用；
2)称取10克硝酸镍加入90克蒸馏水配制成浓度为10％溶液后加入到上述步骤1)中称取的330g的粒度为＜0.043mm的板状刚玉粉中充分混合，将混合物置于干燥箱于110℃下干燥48小时至其中的水分排除，然后将干燥产物置于研磨机中研磨30分钟后与步骤1)中称取好的30gα-Al2O3粉、20g金属硅粉混合备用；
3)将称取好的60g酚醛树脂在80℃的水浴中加热15分钟后，将其一半加入到步骤1)中称量好的380g粒度为1.0～0mm的板状刚玉中，在混合机中混合5分钟后加入步骤1)中称量好240g鳞片石墨，继续混合5分钟后将剩余的酚醛树脂和步骤2)中的混和好的细粉加入其中，再继续混合20分钟后将混合物装入塑料袋中困料5～6小时；
4)将步骤3)中困好的物料用万能压力机压制成体积密度为2.7±0.1g/cm3，尺寸为φ50mm×50mm的砖坯，将砖坯置于180℃的干燥箱中干燥24小时后埋碳加热到1450℃，保温4个小时，自然冷却至室温即得到碳复合耐火材料制品。将碳复合耐火材料制品置于扫描电镜下观察，即可观测到在其内生长出数量大、生长良好的粗大碳纳米管或碳纳米纤维。
实施例3
1)按照表1所示理化指标选取烧结板状刚玉、α-Al2O3、、石墨、金属硅粉和酚醛树脂以及硝酸镍；按照表2所示各种物料的配合比分别称取粒度为1.0～0mm的板状刚玉380g，＜0.043mm的板状刚玉330g，α-Al2O3粉30g，鳞片石墨240g，金属硅粉20g，酚醛树脂60g备用；
2)称取30克硝酸镍加入270克蒸馏水配制成浓度为10％溶液后加入到上述步骤中称取的330g的粒度为＜0.043mm的板状刚玉中充分混合，将混合物置于干燥箱子110℃下干燥48小时至其中的水分排除，然后将干燥产物置于研磨机中研磨30分钟后与步骤1)中称取好的30gα-Al2O3粉、20g金属硅粉混合备用；
3)将称取好的60g酚醛树脂在80℃的水浴中加热15分钟后，将其一半加入到步骤1)中称量好的380g粒度为1.0～0mm的板状刚玉中，在混合机中混合5分钟后加入步骤1)中称量好240g鳞片石墨，继续混合5分钟后将剩余的酚醛树脂和步骤2)中的混和好的细粉加入其中，再继续混合20分钟后将混合物装入塑料袋中困料5～6小时；
4)将步骤3)中困好的物料用万能压力机压制成体积密度为2.7±0.1g/cm3、尺寸为φ50mm×50mm的砖坯，将成型后的砖坯置于180℃的干燥箱中干燥24小时后埋碳加热到1450℃，保温4个小时，自然冷却至室温即得到碳复合耐火材料制品。将碳复合耐火材料制品置于扫描电镜下观察，即可观测到在其内部生长出数量大、生长良好的粗大碳纳米管或碳纳米纤维。
实施例4
1)按照表1所示理化指标选取烧结板状刚玉、α-Al2O3、、石墨、金属Si粉和酚醛树脂以及硝酸镍；按照表2所示各种物料的配合比分别称取粒度为1.0～0mm的板状刚玉380g，＜0.043mm的板状刚玉330g，α-Al2O3粉30g，鳞片石墨240g，金属硅粉20g，酚醛树脂60g备用；
2)称取20克硝酸镍加入180克蒸馏水配制成浓度为10％溶液后加入到上述步骤1)中称取的240g的鳞片石墨中充分混合，将混合物置于干燥箱子110℃下干燥48小时至其中的水分排除；
3)将步骤1)中称取好的330g粒度为＜0.043mm的板状刚玉、30gα-Al2O3粉、20g金属硅粉充分混合备用；
4)将步骤1)中称取好的60g酚醛树脂在80℃的水浴中加热15分钟后，将其一半加入到步骤1)中称量好的380g粒度为1.0～0mm的板状刚玉中，在混合机中混合5分钟后加入步骤2)中的鳞片石墨，继续混合5分钟后将剩余的酚醛树脂和步骤3)中混和好的细粉加入其中，再继续混合20分钟后将混合物装入塑料袋中困料5～6小时；
5)将步骤4)中困好的物料用万能压力机压制成体积密度为2.7±0.1g/cm3、尺寸为φ50mm×50mm的砖坯，将砖坯置于180℃的干燥箱中干燥24小时后埋碳加热到1450℃，保温4个小时，自然冷却至室温即得到碳复合耐火材料制品。将碳复合耐火材料制品置于扫描电镜下观察，即可观测到在其内生长出数量大、生长良好的粗大碳纳米管或碳纳米纤维。
Claims (1)
1.一种粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法，其特征是：按照制备碳复合耐火材料的配料要求准备原料，该原料按重量百分比为：粒度1～0mm的烧结板状刚玉：38％、粒度＜0.043mm的烧结板状刚玉：33％、粒度＜5um的α-Al2O3：3％、粒度＜0.18mm的鳞片石墨：24％、粒度＜0.075mm金属Si：2％、以及外加的硝酸镍：0.5～3％和酚醛树脂：6％，将所述硝酸镍配制成质量百分浓度为10％的水溶液后与原料中粒度＜0.043mm的烧结板状刚玉或鳞片石墨充分混合，并对上述混合物进行烘干至水分含量为1-2wt％；然后将这部分混有硝酸镍的原料与制备碳复合耐火材料的其它剩余原料配合，然后按照碳复合耐火材料的生产工艺进行混练、成型、干燥、1450℃下4小时埋碳烧成后，即可在碳复合耐火材料内生长出粗大的碳纳米管或碳纳米纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101989001A CN101269980B (zh) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | 粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101989001A CN101269980B (zh) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | 粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101269980A CN101269980A (zh) | 2008-09-24 |
| CN101269980B true CN101269980B (zh) | 2010-09-08 |
Family
ID=40004239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101989001A Expired - Fee Related CN101269980B (zh) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | 粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101269980B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107226892B (zh) * | 2017-06-02 | 2019-08-13 | 武汉燃控碳烯科技有限公司 | 一种能原位生成碳纳米管的改性酚醛树脂及其制备方法 |
| CN107382336A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-24 | 长兴泓矿炉料有限公司 | 一种纤维增韧耐火材料粉体 |
| CN107235740A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-10 | 长兴泓矿炉料有限公司 | 一种纤维增韧耐火材料 |
| CN107235738A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-10 | 长兴泓矿炉料有限公司 | 一种纤维增韧耐火材料的制备方法 |
| CN117383949B (zh) * | 2023-11-10 | 2024-04-02 | 江苏君耀耐磨耐火材料有限公司 | 一种碳纳米纤维增韧耐火材料的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1730688A (zh) * | 2005-08-29 | 2006-02-08 | 天津大学 | 气相沉积原位反应制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法 |
-
2007
- 2007-12-14 CN CN2007101989001A patent/CN101269980B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1730688A (zh) * | 2005-08-29 | 2006-02-08 | 天津大学 | 气相沉积原位反应制备碳纳米管增强铝基复合材料的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101269980A (zh) | 2008-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103107315B (zh) | 一种纳米硅碳复合材料及其制备方法 | |
| CN101913593B (zh) | 一种用于生产纳米碳的石墨材料及其制备方法 | |
| CN100593511C (zh) | 以酚醛树脂做碳源制备碳纳米管及碳纳米纤维的方法 | |
| CN102206080A (zh) | 太阳能光伏产业单晶硅生长热场用石墨材料及其制造方法 | |
| CN106187285B (zh) | 多孔陶瓷材料的制备方法和多孔陶瓷材料及其应用 | |
| CN101269980B (zh) | 粗大碳纳米管及碳纳米纤维在碳复合耐火材料中的生成方法 | |
| CN103214245B (zh) | 一种碳/碳复合微球材料、生产方法及锂离子电池 | |
| CN101948675B (zh) | 一种用于太阳能热发电聚热蓄能石墨材料及其制备方法 | |
| JP5673707B2 (ja) | アルミニウム多孔体およびその製造方法 | |
| CN107673759A (zh) | 一种新型太阳能热发电石墨储热材料的制备方法 | |
| CN107602125A (zh) | 一种细颗粒、高密度、高纯度石墨材料的制备方法 | |
| Baskar et al. | Recent progress in synthesis and application of biomass‐based hybrid electrodes for rechargeable batteries | |
| CN103539109A (zh) | 多晶硅铸锭保温热场用石墨材料及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Fabrication of Li2TiO3 pebbles with small grain size via hydrothermal and improved dry-rolling methods | |
| CN106898772A (zh) | 一种高倍率高压实石墨负极材料的制备方法 | |
| CN108858681A (zh) | 批量化制备小球素坯的设备及氚增殖剂纳米结构钛酸锂陶瓷小球的制备方法 | |
| CN103443029B (zh) | 氧化铝复合材料、氧化铝复合材料的制造方法及含氧化铝复合材料的高分子组合物 | |
| CN113121214B (zh) | 一种石墨尾矿基微波介质陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN109311768A (zh) | 碳化硅的制备方法及碳化硅复合材料 | |
| Manocha et al. | Effect of steam activation on development of light weight biomorphic porous SiC from pine wood precursor | |
| CN101289330A (zh) | 一种多孔炭基-陶瓷复合材料的制备方法 | |
| KR20090056242A (ko) | 탄소나노튜브 혼합 분쇄에 의한 소결체 분말 제조 방법 | |
| CN108558366A (zh) | 一种高效吸水保水粉煤灰基多孔材料的制备方法 | |
| CN106346777A (zh) | 一种改善聚合物-陶瓷骨支架烧结性能的方法 | |
| CN110127660A (zh) | 微波制备多孔碳纳米材料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: An Shengli Inventor after: Guo Wei Inventor after: Zhao Wenguang Inventor after: Song Xiwen Inventor after: Zhao Yongwang Inventor after: Guo Guibao Inventor after: Han Li Inventor before: An Shengli Inventor before: Guo Wei Inventor before: Zhao Wenguang Inventor before: Song Xiwen Inventor before: Zhao Yongwang Inventor before: Guo Guibao Inventor before: Han Li |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100908 Termination date: 20141214 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |