高炭化学与碳材料工程基础

1、高炭化学与碳材料工程基础第1页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四 Carbon material engineering (technology) 炭材料、炭素材料第2页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四参考书籍钱湛芬主编：炭素工艺学，冶金工业出版社，1996许斌、王金铎编著：炭材料生产技术600问，2006第3页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四IntroductionOrganic feedstock(petroleum、coal系等有机物料） heat treatment(室温至2000以上，g、l、s三相） Inorganic

2、 nonmetallic carbon material 无机非金属炭材料 （几乎全部由C组成）第4页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四Introduction（1）graphite(石墨）（2）diamond(金刚石）（3）new carbon material(新型炭材料）第5页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨（Graphite)第6页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四金刚石（Diamond)第7页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History 在煤（coal)以前，木炭（charcoal)作为主要 的

3、燃料（fuel)植物（plants)类有机物 combustion 木炭（charcoal)、 烟黑（smoke black) 墨（ ink）、黑色颜料（paint ） 炭黑工业（Carbon black ） 橡胶工业（rubber industry) 第8页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History 天然石墨 （natural graphite) 铅笔（pencil) + 黏土（clay) 坩埚(crucible) (耐火材料 refractory material) 碳质耐火材料（含碳耐火材料） 第9页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四Hist

4、ory 木炭（ charcoal） 还原剂（reductant) 铜和铁的冶炼（smelting) (后来被冶金焦（metallurgical coke）取代）现仅作为活性炭（activated carbon)和燃料使用 （以上主要利用炭材料的化学性质）第10页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History19 世纪初期，electricity(原电池 ) 电池电极（cell electrode) ,1855年德国建立最早的炭素厂 生产电池炭棒发电机（electric generator) 炭电刷（carbon brush) 电碳工业 第11页，共90页，2022年，5月

5、20日，21点3分，星期四炭刷（carbon brush)第12页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History 19世纪后期，电解工业（electrolytic industry) 电解槽的阳极和阴极 铝用炭素（炭阳极、阳极糊和阴极炭块） 第13页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭阳极（Carbon anode)第14页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History电热（electric heating) 炭电极（carbon electrode)、电极糊（electrode paste)、天然石墨电极（natural gra

6、phite electrode)1895年美国 E G Acheson 人造石墨（artificial graphite)石墨电极( graphite electrode) 电弧炉（electric arc furnace)炼钢 （以上主要利用炭材料的物理性质）第15页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨电极（Graphite electrode)第16页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History20世纪以来，炭块（carbon block) 高炉内衬（blast furnace lining) (结构炭材料） 高炉炭砖1907年 酚醛树脂（ph

7、enolic resin) 不透性石墨（impermeable/impervious graphite) 化工用石墨机械用炭石墨制品（密封材料和耐磨材料）第17页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History20世纪40年代，核石墨（nuclear graphite) 高密（high density)、高强(high strength)、高纯(high purity) 划时代，炭材料科学形成 利用石墨的核物理性质高纯石墨（high purity graphite) 半导体工业 第18页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History20世纪50年代，热

8、解炭（pyrolytic carbon)和热解石墨（pyrolytic graphite) 化学气相沉积CVD（chemical vapor deposition) 航天航空材料、核燃料颗粒被膜、生理材料高定向热解石墨HOPG（highly oriented pyrolytic graphite) 单晶石墨（single crystal graphite) 第19页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四热解炭（ pyrolytic carbon）第20页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四History20世纪6070年代，炭纤维（carbon fiber)(

9、主要是聚丙烯腈（PAN,polyacrylonitrile) 基炭纤维） 脆性炭材料（brittle carbon material) 柔性炭材料（flexible carbon material) CF 比强度（强度/质量） 树脂（resin) 玻璃炭（glassy carbon)石墨层间（嵌层）化合物（GICs,graphite intercalation compounds) 柔性石墨（flexible graphite)/膨胀石墨（expanded graphite)第21页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭纤维（Carbon fiber)第22页，共90页，20

10、22年，5月20日，21点3分，星期四History 1963年，中间相小球体（mesophase sphere) 针状焦（needle coke)、沥青基炭纤维（pitch-based carbon fiber)20世纪80年代，炭纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced composites),沥青基炭纤维 航天航空应用 民用 （以上主要利用炭材料功能性质） 第23页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四针状焦（Needle coke)第24页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四富勒烯（Fullerene） 1996年，美国和英国3

11、位科学家获诺贝尔化学奖“发现富勒烯” 富勒烯（fullerene) 第25页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四富勒烯（Fullerene） 富勒烯（Fullerene）是完全由碳组成的中空的球型、椭球型、柱型或管状分子的总称,很像足球的球型富勒烯C60也叫做巴基球，因为此球状全碳分子与建筑学家Buckminster Fullerene的建筑作品很相似，为了表达对他的敬意，将其命名为”富勒烯”；管状的叫做碳纳米管或巴基管。 第26页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四碳纳米管（Carbon nanotubes) 第27页，共90页，2022年，5月20日，2

12、1点3分，星期四石墨烯（Graphene) 2010年，英国两位科学家（俄罗斯藉）获诺贝尔物理学奖“在二维石墨烯材料的开创性实验” 第28页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四中国炭材料生产行业分类（1） 生产供钢铁冶金及化学工业为主产品的炭材料企业，其主导产品是石墨电极、石墨阳极、炭块和电极糊。利用生产石墨电极的设备和技术也可以生产高强、高纯和高密石墨。这些炭材料在核工业、宇航工业及其它工业中有着广泛的用途。在我国，通常将此类企业称为“炭素公司”。将炭素厂生产的石墨坯材加工后再用树脂浸渍，可生产石墨化工设备。 第29页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四中

13、国炭材料生产行业分类（2） 生产供电解铝用炭材料的企业。电解铝工业是炭材料的最大用户，产品有电解槽的内衬炭块（阴极炭块）、导电用的预焙阳极（炭阳极）。电解铝厂一般建有炭素分厂，专门生产预焙阳极，有的电解铝厂还建有炭块分厂，生产砌筑铝电解槽的底部炭块和侧部炭块。 第30页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四中国炭材料生产行业分类（3） 生产电工及机械行业所用炭材料的企业。其主要产品是电机用电刷、电力机车用导电滑块、弧光炭棒、机械用轴承和密封件等，主导产品是电刷和炭质耐磨件。在中国，这类企业一般称为“电碳公司”。 第31页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四中国

14、炭材料生产行业分类（4） 开采、加工天然石墨的企业。 人造金刚石合成企业。 高密细结构石墨（石墨模具、石墨结晶 器等） 炭黑生产企业。 活性炭生产企业。 电池用炭生产企业。 第32页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四中国炭材料生产行业分类（5） 生产特殊炭和石墨制品的企业，其产品有炭纤维、炭纤维复合材料、热解炭、玻璃炭、石墨层间化合物(膨胀石墨)等，其所用原料、生产设备和生产工艺与常规炭和石墨制品有较大区别。 其应用领域主要为航天航空、军用、医用和体育等。第33页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四按使用功能分类 (1)导电材料。如电弧炉用石墨电极、铝电解

15、用炭阳极、电极糊、电解用石墨阳极、电刷及电火花加工用模具材料等； (2)结构材料。如炼铁炉、铁合金炉、电石炉、铝电解槽等的炉衬，核反应堆的减速材料和反射材料，火箭或导弹的头部或喷管内衬材料，化学工业的耐腐蚀设备，机械工业的耐磨材料，钢铁及有色金属冶炼工业连铸用的结晶器石墨内衬，半导体及高纯材料冶炼用器件等； (3)特殊功能材料。如生物炭(人造心脏瓣膜、人工骨、人工肌腱)、各种类型热解炭和热解石墨、再结晶石墨、炭纤维及其复合材料、石墨层间化合物、富勒族碳、纳米碳和石墨烯等。第34页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨电极第35页，共90页，2022年，5月20日，21点3分

16、，星期四高炉微孔炭砖第36页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭块第37页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四电极糊第38页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四特炭第39页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭纤维第40页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭毡第41页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四人工心脏瓣膜第42页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨电极（Graphite electrode)(1)用于电弧炼钢炉。我国电炉钢产量约占粗钢产量的18%左右，

17、炼钢用石墨电极占石墨电极总用量的70%80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流，利用电极端部和炉料之间引发电弧所产生的高温热源来进行冶炼。目前国内每吨电炉钢的石墨电极单耗为1.56kg。(2)用于矿热电炉。矿热电炉主要用于生产工业硅和黄磷等，其特点是导电电极的下部埋在炉料中，在料层内形成电弧，并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料，其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极，例如每生产1t硅需消耗石墨电极约100 kg，每生产1t黄磷需消耗石墨电极约40kg。(3)用于电阻炉。生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都属于电阻炉，炉内所装物料既是发热电阻又是被加热对

18、象。(4)用于制备异型石墨产品。石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。例如，在石英玻璃行业，每生产1t电熔管，需用石墨电极坯料10t；每生产1t石英砖，需消耗石墨电极坯料100kg。第43页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨电极分类 按每吨炉容的变压器容量划分，可将电弧炼钢炉分为普通功率电炉(每吨炉容300kVA左右)、高功率电炉(每吨炉容400kVA左右)、超高功率电炉(每吨炉容5001200kVA)。根据电炉炼钢电功率水平的分级，并依据生产电极所用原料的不同和成品电极理化指标的区别，相应将石墨电极分为三个品种：普通功率石墨电极(RP)

19、、高功率石墨电极(HP)和超高功率石墨电极(UHP)。普通功率石墨电极允许的电流密度为1318A/cm2；高功率石墨电极允许的电流密度为1524A/cm2；超高功率石墨电极允许的电流密度为1830A/cm2。第44页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭阳极（Carbon anode) 炭阳极是铝电解槽的阳极导电材料。 炭阳极一般为长方体，其尺寸大小根据电解槽的容量和电流密度而定，例如，某种类型炭阳极尺寸为1450660540mm，每块重达750800kg。 在炭阳极导电方向的上表面有24个直径为160180mm、深为80110mm的圆槽(俗称炭碗)，在阳极组装时，炭碗用来安

20、放阳极爪头，通过磷生铁浇注，使阳极导杆与炭阳极炭块连为一体，组成阳极炭块组。 铝电解时通过炭阳极的电流密度一般为0.700.90A/cm2。阳极在使用过程中逐渐消耗，其使用周期为2028天。 第45页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭阳极第46页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭阳极 炭阳极在铝电解槽中的作用有两个：一是作为导电材料，炭阳极安装在铝电解槽的上部，强大的直流电(60500kA)通过炭阳极导入电解槽中，二是参与阳极电化学反应，即炭阳极底部接触熔融电解液的部位发生分解氧化铝的阳极反应，生产1t电解铝需消耗炭阳极总量(包括残极)为450600

21、kg。第47页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭阳极的消耗(1)电化学消耗。炭阳极的大部分消耗直接由电化学反应引起，其反应式为2Al2O33C4Al3CO2, 或Al2O33C2Al3CO。当阳极气体中CO占30%时，理论计算的炭阳极消耗量为393kg/t。(2)化学消耗。包括炭阳极与CO和CO2的反应以及阳极的空气氧化反应(主要发生在阳极暴露在空气中的部位)(3)机械消耗。由于黏结焦的优先氧化，所以骨料与黏结焦间的结合力变弱，骨料颗粒从阳极上脱落而掉入电解质中，炭阳极表面显得更加粗糙。 第48页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四碳的同素异性（构）体(

22、Allotropic substance) 碳的同素异性(构)体有金刚石(diamond)、石墨(graphite)、富勒族碳(fullerene)和炔碳(carbyne/carbin)。由于晶体结构不同，碳的同素异性(构)体的物理化学性质也有很大区别。 某些无定形炭(如石油焦、沥青焦)在2500左右的高温下可转化为较完善的石墨晶体结构，纯净的石墨在高温高压下可转化为金刚石晶体结构。 第49页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四碳在自然界中的分布 碳的元素符号为C，原子序数为6，原子量为12.01，属元素周期表中A族，电子分布状态为1S22S22P2。 碳在自然界中以单质和化

23、合物两种形态存在。碳的化合物数以万计，它是地球上形成化合物最多的元素。在水和大气中碳主要以CO2、碳酸和碳酸盐的形式存在；很多岩石矿物中都含有构成碳酸盐形式的碳；石油、沥青和天然气都是碳氢化合物；所有的动植物肌体均由各种复杂的含碳有机化合物构成，碳被视为组成一切动植物体的基本元素。 金刚石和石墨是晶态单质碳在自然界中存在的2种同素异性(构)体，煤是天然存在的无定形炭的集合体。自然界中无烟煤是最接近纯碳的物质，其碳含量为90%95%。第50页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的性质（Property)(1)热稳定性（Thermal stability) 石墨材料是一种耐

24、高温材料，在高温下石墨不会熔化，只是在常压下于3350开始缓慢升华变成气体。 一般材料在高温下强度会逐渐降低，而石墨材料在2000以上的高温强度反而比其常温强度增大1倍。 石墨材料具有优异的抗热震性能。具有远低于金属的热膨胀系数。 第51页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的性质（Property)(2)优异的导电、导热性质（High electrical/thermal conductivity) 虽然石墨材料属于无机非金属材料，但因其具有良好的热、电传导性，因此被称为“人造金属”,石墨具有比某些金属还要高的热、电传导性。（3）耐磨蚀（Abrasion resist

25、ance) 石墨材料具有很好的自润滑性能，可以在忌油的场合作为抗磨润滑材料使用。 第52页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的性质（Property)(4)耐化学腐蚀（Chemical corrosion resistance) 石墨材料在非氧化性介质中是化学惰性的，具有很好的耐腐蚀性，除强酸和强氧化性介质外，石墨材料不受其它酸、碱、盐的腐蚀，而且几乎不与有机化合物起反应。 第53页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的性质（Property) (5) 核物理性质（Nuclear physical property) 石墨对高能中子的俘获截面小

26、，而散射截面大，具有良好的中子减速性能，对中子辐射破坏的抵抗力强，辐照稳定性好，可作为核反应堆中的减速材料和结构砌体。（6）生理相容性（Physiological compatibility) 石墨材料具有很好的生理相容性，其作为生物炭材料已得到广泛应用。 第54页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的性质（Property) (7) 容易加工（Machining easily) (8)高纯度（High purity) 第55页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的结构（Structure) (1) SP3杂化 金刚石结构 碳原子之间以4个极强的

27、共价键（键）结合，CC键长为0.154 nm。 密度最大3.52 g/cm3 ，硬度最高，莫氏硬度值为10，电绝缘体（无多余电子），熔点很高（3550 ），导热性好，无色透明。第56页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四金刚石结构第57页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的结构(1) SP2杂化 石墨结构 六角平面网状结构内碳原子之间以3个极强的共价键（键）结合，CC键长为0.142 nm共轭键（离域键，类似于金属键）六角平面网层间分子间键（分子间力，范氏键）六角平面网层内，共价键叠加共轭键 石墨具有不熔融性（石墨在36523697升华）和很高的化学

28、稳定性，平行于层面方向拉伸强度极高。 第58页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的结构 离域电子 石墨导电性好，导热性好，石墨呈黑色（吸收各种波长光）六角层面结合很弱（层面内CC键能628kJ/mol,层面间结合能5.44kJ/mol） 石墨具有解理性和自润滑性，容易形成石墨层间化合物，易加工平面网层内与平面网层间结合不同 石墨呈各向异性第59页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨的结构 第60页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四金刚石的晶体结构主要为立方晶系金刚石（面心立方点阵）晶胞中有8个碳原子，晶胞边长0.3567 nm

29、，相邻CC键长0.154 nm，理论密度3.515 g/cm3第61页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨的晶体结构 主要为六方晶系石墨，晶格常数：a为0.2461 nm, c为0.6708 nm，相邻CC键长0.142 nm，晶胞中有4个碳原子，理论密度为2.266g/cm3石墨层状平行晶面为（002），晶面间距（层间距）d0020.3354nm层面排列：ABAB还有菱面体晶系石墨（ABCABC）第62页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨的晶体结构 理想石墨（单晶石墨）不存在，因为存在着各种类型缺陷（defect) 人造石墨（artificial

30、 graphite)和天然石墨（natural graphite)都属于多晶石墨（polycrystalline graphite) 其由许多晶粒组成，晶粒间分界面为晶界crystal boundary 微晶crystallite:没有宏观晶体性质，但在微细区域内，其基体还是有一定的有序排列 微晶尺寸： d002，La,Lc第63页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四微晶尺寸的测定X射线衍射XRD（X-ray diffraction)Bragg公式：n2d sin已知 测 计算d X射线结构分析已知d 测 计算 由查出样品中所含元素 X射线光谱分析Debye-Scherrer

31、公式：Lc0.8957.3/002cos002La1.8457.3/101cos101第64页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料的基本结构提出了炭材料的乱层结构turbostratic structure:(1)微晶结构单元小；（2）六角平面网层内存在缺陷；（3）层面堆叠不具有三维有序性，层之间排列不规则，择优取向性差；（4）层间距d002大于0.3354nm且不一致，层间存在杂原子或基团 第65页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四无定形炭向石墨的转变乱层结构 高温热处理 石墨结构转变过程中，d002下降，La增大,Lc增大转化程度取决于原料的性质

32、和热处理条件转化程度可用石墨化度来衡量第66页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨化度graphitization degree 提出:乱层结构的无序叠合为0.344nm，石墨的有序叠合为0.3354nm，石墨化度G(0.344d002)/(0.3440.3354) (1)反映炭材料晶体结构的有序程度；（2）反映炭材料的石墨化难易程度。易石墨化炭（软炭）：石油焦，沥青焦等；难石墨化炭（硬炭）：炭黑，玻璃炭等第67页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭材料生产工艺流程 第68页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四石墨电极生产工艺流程 第

33、69页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四炭阳极生产工艺流程 第70页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四 第71页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四 第72页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四第73页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四 第74页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四第75页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四浸渍剂沥青质量指标（3）按国标测定结果： 软化点：90 ；QI：0.2%； TI：18.5%；结焦值：50.6% 灰分：0.06%第76页，共

34、90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四低QI浸渍剂沥青的使用效果（1）浸渍后制品外部沥青挂壁明显减薄；（2）沥青渗透率明显提高；（3）二次焙烧品表面光滑，表面黏焦很少；（4）二次焙烧品体积密度增加。第77页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四关注点之一观念上的认可高性能炭材料的生产是否需要低QI浸渍剂沥青？低QI浸渍剂沥青的使用是否会带来实际的效果和效益？我们到底需要什么样的浸渍剂沥青？第78页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四关注点之二价格4500元6000元/吨原料成本的增加和实际效益的匹配解决措施：根据制品种类、质量要求、孔隙尺寸和分布、

35、浸渍次数和浸渍工艺条件等选择不同档次（QI含量为0 2%）的浸渍剂沥青浸渍剂沥青生产附产品重质沥青的有效利用第79页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四关注点之三如何有效发挥低QI浸渍剂沥青的优势浸渍工艺的配合；浸渍过程中污染物的影响（待浸焙烧制品表面的清洁、外来杂质对沥青的污染等）；多次浸渍过程中低QI沥青的组成变化及其补充；低QI沥青浸渍剂流变性、渗透性和反渗性等的考虑；浸渍质量的科学评价。第80页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四关注点之四低QI浸渍剂沥青标准制定我国尚无浸渍剂沥青质量标准，需要尽快制定；如何制定适合我国炭材料工业生产的浸渍剂质量标准

36、； QI测定国标不适合低QI浸渍剂沥青的准确测定。需要重新制定低QI沥青的QI测试标准第81页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四QI的测定（1）ASTM标准采用加压过滤方法测定焦油和沥青的QI，过滤器外部是配有蒸汽加热和冷却水夹套的不锈钢装置，内置瓷过滤坩埚，整体机械密封。试样过250m筛，试样用量根据过滤后残余QI不少于0.1g为选定原则，其用量在0.5-5 g之间。每克沥青溶于20ml喹啉中，在75热溶15-20min，过滤时采用氮气加压热过滤，压力为，滤渣用热喹啉冲洗后再用冷丙酮冲洗。过滤完毕在105干燥0.5-1h，在干燥器中冷却30 min即可称重。为了反复使用过

37、滤坩埚，该标准给出了处理使用过的瓷坩埚方法，即在盐酸水溶液中煮沸脱除滤孔内物质，再在800灼烧掉含炭物质。该标准的特点是加压过滤，大大加快了过滤速度，并且瓷坩埚过滤过程中处于蒸汽加热状态，有利于喹啉可溶组分的充分热溶滤出，此外，该标准根据沥青QI含量高低确定试样的用量，有效地提高了过滤效率和测试精确度。该标准采用能经受高温灼烧的瓷坩埚，从而可反复使用，降低了过滤成本。第82页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四QI的测定（2）(1)采用过滤漏斗或坩埚而不是中速定量滤纸来对浸渍剂沥青QI进行测试，滤材的滤孔尺寸可参考ASTM 4746-97、ISO 6791-1981 和DIN

38、 51921-1985标准进行选择，建议采用4号过滤器(滤孔为5-15m)或G4过滤器(滤孔为4-7m)。 (2)由于过滤器价格较贵，为了降低QI测试成本，在制定标准时应充分考虑过滤器的重复使用问题。(3)由于浸渍剂沥青QI含量低于1%，为了避免测试误差对QI测试结果的极大影响，建议将测试沥青样增至5克，同时也相应增加溶解所需的喹啉用量。(4)对于真空抽滤时真空度高低确定以及是否采用助滤剂都需进行系统研究。过滤器外围可考虑进行保温措施，以利于浸渍剂沥青中喹啉可溶物组分的充分滤出。由于甲苯毒性较大，冲洗溶剂可考虑换用丙酮类溶剂。第83页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四低QI浸渍剂沥青开发和应用展望（1）浸渍剂沥青生产和应用的动力（2）浸渍剂沥青价格和性能的匹配（3）浸渍剂沥青质量指标的确定（QI含量）（4）浸渍剂沥青使用过程中的“二次污染”和循环应用（5）浸渍剂沥青使用效果的体现第84页，共90页，2022年，5月20日，21点3分，星期四煤沥青中所含氮会在石墨化过程中产生“体胀（气胀）”现象 类似于石油焦中所含硫一样，煤沥青中所含氮元素难以脱除，对于生产石墨材料，部分氮