炭材料的高温粘结剂（Ⅱ）.PDFVIP

维普资讯 第 26卷 第5期 兵器材料科学与工程 Vo1．26 No．5 2003年 9月 0RDNANCE ^ATERIALSCIENCEAND ENGINEERING Sep． 2003 炭材料 的高温粘结剂 (Ⅱ) 王继刚1，郭全贵 ，刘 朗 ，宋进仁 (1．东南大学 材料科学与工程系，江苏 南京 210096；2．中国科学院 山西煤炭化学研究所 ，山西 太原 030001) 摘 要 ：实现炭材料不可拆卸型连接最有效的方法是使用粘接技术。因为炭材料多用于高温领域 ，因此 ，炭材料高 温粘结剂的研究越来越重要。利用树脂炭化后的残碳的耐热性等特点，以有机树脂为基体的粘结剂也可用于炭材 料的高温粘接连接，与无机型高温粘结剂相 比，有机型高温粘结剂 的耐热温度和粘接强度都 比较理想。本文就有 机类型的高温粘结剂的分类 、性能等进行了讨论。 关键词 ：炭材料；高温粘结剂 ；粘接 ；有机树脂 ；粘接性能 中图分类号：TQ433、4 31 文献标识码 ：A 文章编号 ：l004—244X(2003)05—0068—05 由于炭材料是一种随使用温度升高而强度上升 工作的零部件——高温真空炉 的保护层 (0．5m × 的特殊材料…I，并具有优异 的导 电、导热 等性 能。 0．5m的绝热 片或 50mm 厚 的炭 毡 )，粘 接部件 在 在高温领域的应用 中发挥着重要的作用L2J。但 在 1lO～25O℃ 固化后就可使用 ，且在 21OO℃可工作 炭材料的制造 、加工和连接 、装配等因炭材料的脆性 1500h，其部分粘接性能如表 l所示[’。 而有许多的不便或困难 ，而使用 高温粘结剂可有效 表 l 石墨 ／石墨 、石墨 ／钢不 同温度下 俄 SVK胶的牯接强度 解决生产加工 中的一些难题 。特别是在连接技术 中，粘接技术是较为理想 的选择LjJ，而对于炭材料 的不可拆卸型连接 ，使用高温粘结剂是最有效的方 法[5·l。常用的高温粘结剂一般都是无机型的 【．7_， 而有机聚合物树脂 由于耐温性 能的限制，其一般使 用温度局限在 200～300*(28【．9l，远不能满足炭材料 多用于 1ooo*c以上高温领域应用 的要求 。但利用 有机物炭化后的残碳和被粘接炭材料在物理化学性 质上的相容性等，也使聚合物树脂成为高温粘结剂 为提高耐热性 ，Anikin，L．T．[15J等向酚醛树脂 制备的重要方法L10l。本文将就有机树脂为基体原 中加入 C、Si、B、Cu、Zr、Ti、Ta、I-If、zrg2等 ，耐热温 料的高温粘结剂进行简单讨论。 度达到 800～2500*(3，以用于炭材料的粘接。作者 1 有机高温粘结剂 以B4C或B4C和 Si 对酚醛树脂进行改性后配制 的高温粘结剂对石墨材料进行粘接 ，取得 了理想的 1．1 酚醛树脂粘结剂 粘接效果 ，耐温高达 1500～2550*(2以上[16,17]。经 酚醛树脂是开发最早并已应用于粘结剂工业的 研究表明，添加的陶瓷填料有效抑制 了高温处理后 的一类树脂 ，由此 已开发 出多种粘结剂用于炭材料 的体积收缩 ，并在粘接界面上产生了化学键合连接 ， 的粘接 [¨，J。酚醛树脂原料易得 ，合成工艺简单 ， 从而保证了经历高温环境后的粘接性能[18,19]。 易于工业化生产 ，但耐温性 能较差，而且性脆 ，很少 1．2 呋喃树脂粘结剂 单独作为粘结剂使用。日本 [13]使用 甲基液态酚醛 呋喃树脂粘结剂是粘接石墨材料最常用的粘结 树脂 ，混合 15份沥青粉和 50份焦炭粉，然后涂在炭 剂。此类粘结剂