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绪论1

1 炭与石墨的生成及其结构6

碳的存在形式6

碳原子结构及其价键9

碳的同素异构体及其晶体结构12

炭石墨材料的结构22

炭与石墨材料结构的X射线衍射测量29

炭石墨材料的特性与应用33

2 炭与石墨及金刚石的生成机理39

炭的生成与炭化的分类39

有机物炭化机理42

沥青的中间相的生成与结构51

无定形炭向石墨转化的机理57

石墨向金刚石转化的机理64

纳米碳管的生成机理74

3 炭石墨材料的分类与生产工艺流程79

炭石墨材料及制品的分类和炭素厂设计原则79

炭石墨材料的生产工艺流程81

炭纤维及炭纤维复合材料生产工艺流程82

石墨层间化合物的合成方法87

热解石墨的制备方法89

炭石墨材料的生产特点与环境保护90

4 炭素固体原材料94

炭素固体原材料的种类及其用途94

石油焦的生成及其结构和性能95

沥青焦的生成与性能102

无烟煤的形成与性能105

天然石墨的形成与性能107

炭黑的生成与性能109

金属粉末的制备及其性能111

冶金焦及其他原料和辅料113

5 黏结剂与浸渍剂116

黏结剂的作用与种类116

煤焦油与煤沥青的生成与质量指标117

煤沥青的组成分析121

煤沥青的物理化学性质125

黏结剂的黏结机理132

煤沥青的分子结构135

合成树脂黏结剂139

浸渍剂142

6 炭素固体原料的煅烧工艺143

概述143

焦炭的元素组成与煅烧温度的关系145

焦炭在煅烧时结构的变化148

焦炭在煅烧时电磁性能的变化151

焦炭的煅烧温度对其产品性能的影响153

7 原料的粉粒制备原理与粉粒特性155

固体原料粉碎的目的与原理155

炭素原料粉末的物理特性158

原料粉末的工艺特性160

粉末粒度的测量方法162

粉粒制备的工艺流程164

8 炭石墨材料的生产配方原理与计算167

配方的目的与内容167

原料组成的理论基础168

炭素固体原料种类的选择171

金属—石墨制品原料的选择175

炭石墨材料的固体原料的粒度组成176

黏结剂的选择及其加入量183

黏结剂与干料的相互作用原理187

原料配方的计算方法191

配料方法与配料操作197

9 混合与混捏工艺原理199

混合与混捏的定义及其目的199

混合与混捏原理200

粉末混合工艺及影响混合质量的因素204

混捏工艺206

热辊压工艺211

10 炭石墨材料的成形工艺214

成形方法与成形工艺的改进214

压制成形过程与机理216

模压过程中的受力分析220

模压压坯密度分析225

模压工艺与操作228

挤压成形原理232

影响挤压过程的因素237

挤压力计算241

挤压工艺及产生废品的原因246

振动成形原理与工艺251

等静压成形原理与工艺256

11 焙烧工艺262

焙烧的目的与焙烧过程262

炭粉的烧结机理263

焙烧过程中煤沥青的热解与黏结剂焦的形成265

煤沥青的黏结性能269

升温速度对焙烧过程的影响272

焙烧体系中的气氛275

压力对焙烧过程的影响277

炭材料的粒度组成和性质对产焦率的影响278

焙烧时制品的收缩280

焙烧过程中填充料的作用281

焙烧的工艺制度284

焙烧工艺操作287

焙烧新工艺290

焙烧废品分析292

12 炭石墨材料的密实化工艺297

密实的目的与分类297

浸渍原理300

浸渍工艺及其效果307

表面处理与涂覆314

13 石墨化工艺321

石墨化的目的与方法321

石墨化机理322

石墨化过程中的热力学328

石墨化过程中的动力学333

石墨化过程与石墨化程度336

影响石墨化过程的因素341

石墨化炉传热原理与温度分布345

石墨化工艺的制订原理353

石墨化的生产工艺操作366

石墨化废品类型及其产生原因369

石墨化炉的电气控制与操作375

石墨化炉的物料与热电平衡计算384

催化石墨化的机理与工艺388

石墨提纯工艺394

14 炭石墨制品的机械加工工艺399

炭石墨制品的机械加工概述399

炭石墨制品的切削原理402

切削刀具的材料与结构405

切削工艺与加工测量408

15 石墨与炭素材料的热学性质416

固体的热容量与热力学函数416

炭和石墨的比热容与碳状态图419

炭与石墨的热导率422

炭石墨材料的热膨胀和耐热冲击性425

16 炭与石墨的电磁性质430

晶体的能带理论基础430

炭与石墨晶体中的能带结构和电子状态437

石墨晶体的布拉格反射与布里渊区441

炭-石墨半导体及其载流子的统计分布446

炭石墨材料的导电机理450

炭石墨材料的电流效应458

石墨与炭素材料的磁矩和磁化率463

石墨及炭素材料的逆磁性464

石墨及炭素材料的顺磁性和电子自旋共振469

17 石墨与炭素材料的晶格缺陷473

炭与石墨材料的点缺陷473

热缺陷数目的统计计算475

炭石墨材料的位错与层合缺陷476

炭石墨材料的面缺陷和孔隙缺陷481

石墨的放射线损伤484

18 石墨与炭素材料的力学性质493

弹性形变与弹性模量493

多晶石墨的应力-应变关系498

石墨与炭素材料的断裂与强度500

石墨与炭素材料的蠕变506

19 石墨与炭素材料的化学性质510

炭石墨材料与气体的反应510

炭与石墨的高温氧化513

炭与石墨的湿式氧化516

石墨层间化合物517

炭的固-固相反应521

20 炭石墨材料的检测技术525

炭石墨材料的检测内容及分类525

炭石墨材料的基础实验原理与方法526

煤沥青的各项指标测定527

炭石墨材料的物理性能的测定529

炭石墨材料热学性能的测定531

炭石墨材料的微观结构与化学组成的测定534

附录536

实验一 炭素材料内在水分的测定（YB／T 1428—1997）536

实验二 炭素材料灰分含量的测定方法（G 1429—85）537

实验三 炭素材料挥发分的测定（YB／T 5189—2000）538

实验四 炭素材料含硫量的测定方法（YB／T 1430—1997）540

实验五 煤沥青软化点测定方法546

实验六 沥青中总固定碳的测定547

实验七 沥青组分析548

实验八 煤沥青甲苯不溶物测定方法（抽提法）（GB 2292—80）551

实验九 煤沥青喹啉不溶物测定方法（抽提法）（GB 2293—80）552

实验十 炭石墨材料真密度测定方法553

实验十一 炭素材料体积密度测定方法（YB／T 119—1997）557

实验十二 炭素材料气孔率的测定方法559

实验十三 筛分分析561

实验十四 石墨细度检验方法（GB／T 3520—95）562

实验十五 粉末比表面积的测定方法564

实验十六 炭素材料耐压强度测定方法（GB 1431—85）567

实验十七 炭素材料抗折强度测定方法568

实验十八 炭素材料的抗拉强度测定方法571

实验十九 炭素材料的弹性模量测定方法572

实验二十 炭素材料的硬度测定方法575

实验二十一 炭素材料电阻率测定方法（YB／T 120—1997）577

实验二十二 炭素材料粉末比电阻的测定579

实验二十三 炭石墨材料热导率的测定（GB 8722—88）581

实验二十四 石墨电极热膨胀系数（CTE）测定方法（GB 3074．4—82）584

实验二十五 炭素材料氧化度的测定588