Nghiên cứu khả năng chuyển pha của hắc ín than đá và sản phẩm cacbon hóa từ chúng dưới tác dụng của nhiệt, ứng dụng trong chế tạo vật liệu cacbon tổ hợp

Abstract

Bằng phương pháp phân tích nhiệt quét vi sai (DSC) và phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) trong môi trường khí trơ cho thấy hắc ín chảy mềm ở 107,8°C; quá trình phân hủy chất này chia làm 3 giai đoạn chính tương ứng với 3 pha α, β, γ hiệu suất cacbon hóa đạt 47% ở 800°C. Mẫu hắc ín sau cacbon hóa và xử lý lần lượt ở các nhiệt độ 2.200 và 2.700°C được khảo sát sự chuyển đổi cấu trúc tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD). Thay đổi trên giản đồ XRD cho thấy, sự chuyển pha một cách rõ rệt từ trạng thái vô định hình của cacbon sang cấu trúc tinh thể graphit trật tự cao sau khi xử lý ở 2.200 và 2.700°C. Độ sạch của mẫu hắc ín và cấu trúc vật liệu CCC (compozit cacbon-cacbon) sau khi xử lý nhiệt tại 2.700°C được khảo sát bằng phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ tán xạ năng lượng electron (EDX). Sau xử lý nhiệt, thành phần C của mẫu đạt đến hơn 99,5%, cacbon sau quá trình graphit hóa đã liên kết lại với nhau và liên kết với vải cacbon thành khối vật liệu graphit có sự sắp xếp mạng tinh thể một cách có trật tự.