沥青中间相炭微球制备高密高强石墨的工艺与性能研究的任务书.docx

沥青中间相炭微球制备高密高强石墨的工艺与性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
沥青是一种宽泛应用于路面建设中的材料，但其也有其缺陷，例如热胀冷缩引起的开裂、负载频繁引起的弹性变形等。而石墨具有优异的耐热、耐腐蚀、耐磨性等特性，在应用方面有较好的前景。但由于其制备工艺受限，运用石墨替代沥青还存在难度。因此，本研究拟探究沥青中间相炭微球制备高密高强石墨的工艺与性能。
二、研究目标
本研究旨在探究沥青中间相炭微球制备高密高强石墨的工艺、性能与优化及其应用前景，具体目标包括：
1.研究沥青中间相炭微球制备高密高强石墨的工艺、方法和制备条件。
2.分析炭微球种类、热解温度、工艺参数等因素对石墨形成的影响。
3.对所得石墨进行性能测试，包括热膨胀系数、抗拉强度、热稳定性等。
4.比较所得石墨性能与传统沥青的性能差异，探讨其在道路建设中的应用前景与推广方向。
三、研究内容
1.探究沥青中间相炭微球制备高密高强石墨的工艺
沥青中间相炭微球是制备石墨所必须的中间体，对于石墨的形成有着至关重要的作用。因此，本研究将首先探索制备中间相炭微球工艺的可行性及制备条件。
2.分析炭微球种类、热解温度、工艺参数等因素对石墨形成的影响。
制备炭微球的种类、热解温度、炭微球在反应过程中的工艺参数等因素，对于石墨形成的影响会随之发生改变。研究这些因素的变化对石墨形成的影响可以提高石墨的形成效率，进一步提高石墨的性能。
3.对所得石墨进行性能测试
通过热膨胀系数、抗拉强度、热稳定性等性能测试，可以对所得石墨的性能进行分析和评价。同时，对所得性能进行分析对于之后的应用和改进有重要意义。
4.比较所得石墨性能与传统沥青的性能差异
比较石墨性能和传统沥青的性能差异，可以发现石墨的优越性能，进一步发现石墨在道路中的应用前景。
四、研究方法
1.文献综述：对国内外相关文献进行搜集，总结分析石墨制备的各种方法，为后续研究提供理论依据。
2.制备炭微球：采用真空技术进行煅烧，煅烧温度调节为900~1000℃，实验中将探索最优条件。
3.制备石墨：将制备好的沥青中间相炭微球放在高温环境中进行热解，探究不同温度、炭微球种类、动力水平和热解时间的影响。
4.石墨性能测试：通过SEM、XRD、热膨胀系数、抗拉强度、热稳定性等性能测试手段，对所得石墨进行有效性分析。
五、研究意义
本研究旨在制备高密高强石墨材料，提高其在路面建设中的应用价值，对于推广石墨与传统沥青的比较具有重要意义，具体意义如下：
1.研究对于不仅道路建设，更对其它行业中替代沥青有着重要意义；
2.可以有效的改善路面建设的性能缺陷，提高路面的使用寿命；
3.与传统沥青相比，石墨更加环保，无需熔点即可制备。其在大面积使用中可以改善空气质量，降低生态成本。
六、研究计划
本研究计划历时10个月，将完成以下任务：
第一阶段：文献综述和炭微球制备实验，为后期实验做好准备，历时三个月。
第二阶段：探索并确定石墨制备工艺、方法、制备、研究热解温度对石墨形成的影响，历时三个月。
第三阶段：通过SEM、XRD、热膨胀系数、抗拉强度、热稳定性等性能测试手段对所得石墨进行有效性分析并与传统沥青进行比较，历时四个月。
第四阶段：编写实际操作指南和科技论文，历时一个月。
七、研究预期成果
预期成果包括：
1.炭微球制备工艺研究报告。
2.石墨制备工艺及性能研究报告。
3.石墨与传统沥青的性能比较分析报告。
4.石墨在高速公路中的应用方法研究报告。
5.发表研究性质的学术论文若干。
八、参考文献
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[2]GeHu,XiaoyangWu,JianwenShang,ChunxiangHuang,YuyuZhu.Preparationandcharacterizationofgraphitefrombiomass:Areview[J].Renew.Sustain.EnergyRev.,2015,42:560–573.
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