沥青中间相产品检测能力获批

关键词：沥青中间相检测,沥青中间相检测报告,沥青碳微球检测，ASTM D4616-95，GB/T 38396-2019，焦化沥青类产品中间相含量的测定 光反射显微分析方法,CMA报告

本测试中心提供沥青中间相检测，出具沥青中间相检测报告，具有以下沥青中间相检测能力：

《显微镜反射光分析和测定沥青中中间相试验方法 ASTM D4616-95(R2018)》

《GB/T 38396-2019      焦化沥青类产品中间相含量的测定 光反射显微分析方法》

国家建筑材料工业地质工程勘查研究院测试中心拥有国家级CMA、CNAS资质，通过了ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、职业健康安全管理体系等国际认证，共研发有12个矿种共计30个国家一级标准物质。

沥青中间相的性质与其原料性质密切相关，中间相沥青都具有较小的氢碳比H/C，100%炭质中间相的H/C 原子比可以达到0.35～0.5，如果在常压或高压惰性气氛中对沥青中间相进行热处理还可有效地提高其玻璃态转化温度Tg 和碳值。沥青中间相的物性参数均随沥青原料及其炭化条件的变化而改变。沥青中间相具有光学各向异性，在偏光显微镜下观察时，随着载物台的转动，由于对光的折射率不同，中间相沥青的表面会呈现出黄色、蓝色、红色等变化。此外，它还具有磁学各向异性。在磁场中，小球的平面状大分子沿磁场方向平行排列（球轴垂直于磁场），具有显著的抗磁各向异性。

中间相的概念可以解释为：有一类物质在从晶体转变为液体过程（或逆过程）的中间阶段，呈现出一种光学各向异性的混浊流体状态，既是液体形态同时又具有晶体光学各向异性特征，结晶学中称之为液晶，物相学中则称之为中间相。

在50年的发展历程中，沥青中间相作为一种典型的炭质中间相原料，由于它来源广泛，性能优异、价格低廉、碳产率高和可加工性强等优点而被公认是许多先进功能材料的优秀母体，即由它可低成本制备出许多高性能碳素材料。比如沥青中间相基碳纤维、针状焦、沥青中间相基电极材料、中间相沥青基复合材料、沥青中间相基泡沫炭等。这些功能性材料将在国防工业、航空航天、尖端科技、日常生活等领域发挥巨大作用。

1.沥青中间相基碳纤维

1963年，各向同性沥青基碳纤维制造技术问世，短短6年之后，研究者们成功开发出中间相沥青基碳纤维的制造技术。沥青中间相基碳纤维具有超高强度、超高模量、高传导性和低热膨胀系数等特点，一直以来都是炭材料领域研究的热点，生产技术日益成熟，在美国、日本等国家早已实现工业化。美国UCC公司（后来并购于AmoCo公司）是生产沥青基高性能碳纤维的最早厂家，其生产的ThornelP-100型高性能碳纤维抗拉强度2400MPa，抗拉模量为690GPa，而价格却高达8 美元/克，如此昂贵的价格限制了它在市场上的使用。一些价格相对低廉、性能更加优越的碳纤维产品相继出现。以沥青中间相为原料，经过熔融纺丝工序后形成纤维，由于经过喷丝板过程中间相分子发生了择优取向，使得分子取向排列方向平行于纤维轴。这种纤维再经进一步的氧化、炭化或石墨化处理即可制成高模量（>900 GPa）、高强度（>4GPa）、高导电性（电阻率仅为1.13 μΩ穖）和高导热性[导热率可达1200 W/(m3)]的纤维状炭材料，从而很可能在航空航天、核能等领域的热管理系统中获得进一步的应用。

2.沥青中间相基泡沫炭

沥青中间相基泡沫炭（mesophase pitch-basedcarbon foam，MPCF）是由沥青中间相经过发泡工艺制得的一种新型多孔材料。这种炭材料由于具有低密度、开放的孔结构、优异的力学性能、良好的热稳定性和可调节的导电导热性能有望应用于火箭发动机喷嘴和火箭抗冲击与减噪发射平台、引擎部件、飞机和轮船等的耐火门窗、高性能热传导散热系统以及储能的电极和催化剂载体。

1992 年美国空军材料实验室首次用中间相沥青为原料，通过高压“发泡”技术制备了泡沫炭。1998 年美国橡树岭国家实验室的炭材料研究人员Klett 在从沥青制备炭材料时偶然发现了一种石墨化多孔炭材料，为后来采用沥青中间相为原料制备高性能沥青泡沫炭提供了可能。此后，沥青中间相基泡沫炭的研究迅速开展起来，并受到美国政府、各科研机构和潜在用户的广泛关注，被认为可以引起新材料领域的革命。国内关于沥青中间相基泡沫炭的制备还处在实验室研究阶段，其中天津大学王成扬、北京化工大学的沈曾民、中科院山西煤炭化学研究所郭全贵以及大连理工大学邱介山等都进行了一些有特色的工作。

3.沥青中间相基电极材料

碳素材料是制备各种电池的重要材料。中间相沥青作为一种易石墨化炭材料，高温处理后，有利于向晶体石墨结构转化，形成规整的三维堆叠结构，这种结构由于嵌入锂离子能量较低，有利于深度嵌锂，提高可逆容量等优点，可用于制备电极材料。对沥青中间相进行表面改性处理后用作锂离子电极材料，得到了充放电容量高、循环性能好的炭电极；以炭化、石墨化处理后的石油系沥青中间相作为锂离子蓄电池负极材料，不仅材料制备工艺简单、成本低，而且产品比容量高，其性能可以与已商业化的中间相碳微球相比。

4.沥青中间相基炭/炭复合材料

沥青中间相具有高残炭率、高密度和易石墨化等优点，是一种理想的炭/炭复合材料的前体。中间相沥青基炭/炭复合材料通常采用循环的浸渍和炭化来合成，并在不同领域得到了广泛的应用，主要归功于它具备许多优异的特性，如低的体积密度、高的机械强度、良好的导热性、低的热膨胀系数和惰性气氛下好的耐摩擦性能。对炭黑与中间相沥青混合制备而成的泡沫炭复合材料进行过深入的研究。认为沥青中间相基泡沫炭虽然具有许多难以替代的优势，但它也有一个无法克服的缺陷，即缺乏一定的机械强度。他将通常用来制备高强度复合材料的炭黑以颗粒形式加入到萘系中间相沥青中制备泡沫炭，结果发现由此制得的中间相沥青基炭/炭复合材料的骨架中只存在很少的微裂痕，并且孔与孔之间的韧带比较粗大，使得其机械强度有了很大改善。

采用萘基沥青中间相为原料，经适度氧化处理后压制成型、炭化、石墨化制成了高密度、高强度炭/石墨材料，并通过对样品物理性能和微观结构的研究证明，氧化沥青中间相是制备高性能炭/石墨材料良好的前体。利用在中间相沥青中具有良好分散性的石墨插层化合物（GIC）作为引发剂来合成均匀的沥青中间相/石墨纳米片（MP/GNPs）复合材料。电化学测试结果显示，相比作为阳极材料的沥青中间相，炭化后的MP/GNPs复合材料显示了更高的可逆容量和相对稳定的循环性能。

5.沥青中间相的其它应用

除了用作以上材料的优质前体外，中间相沥青还可以用来制备其它功能性炭材料。比如针状焦、黏结剂、中间相炭微球等高级炭素材料。

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