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专利号: 2022102697429
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1. 一种类洋葱碳块材,包括类洋葱结构基元,所述类洋葱结构基元的直径范围为10‑

100nm;所述类洋葱结构基元的核心为无序的非晶碳结构,直径为3‑5 nm,而所述类洋葱结构基元的外层是3‑30层的同心的球形类石墨层;并且所述类洋葱碳块材是由包括以下步骤的方法制备获得的:⑴ 以碳黑粉体为原料,装入模具中预压成坯体;以及⑵ 对步骤⑴中的预制坯体进行高温高压处理,其中,压力为2‑7 GPa,温度为1200‑

2200 ℃。

2.根据权利要求1所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱结构基元的直径范围为10‑

50nm。

3.根据权利要求1所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱结构基元的直径范围为10‑

30nm。

4.根据权利要求1所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱结构基元的外层是5‑20层的同心的球形类石。

5.根据权利要求2所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱结构基元的外层是5‑20层的同心的球形类石。

6.根据权利要求3所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱结构基元的外层是5‑20层的同心的球形类石。

7.根据权利要求1‑6任一项所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的压缩强度为500‑1000 MPa;

和/或,所述类洋葱碳块材的抗折强度为160‑250 MPa。

8.根据权利要求7所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的压缩强度为700‑1000 MPa;

和/或,所述类洋葱碳块材的抗折强度为180‑230 MPa。

9.根据权利要求8所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的压缩强度为900‑1000 MPa;

和/或,所述类洋葱碳块材的抗折强度为200‑230 MPa。

10. 根据权利要求1‑6任一项所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的纳米压痕硬度为4.0‑5.5 GPa。

11. 根据权利要求10所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的纳米压痕硬度为4.5‑5.1 GPa。

12. 根据权利要求11所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的纳米压痕硬度为4.9‑5.1 GPa。

13. 根据权利要求1‑6任一项所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的杨氏模量为40‑55 GPa。

14. 根据权利要求13所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的杨氏模量为45‑

51 GPa。

15. 根据权利要求14所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的杨氏模量为48‑

51 GPa。

16. 根据权利要求1‑6任一项所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的压痕弹性回复率为70‑83 %。

17. 根据权利要求16所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的压痕弹性回复率为75‑83 %。

18. 根据权利要求17所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的压痕弹性回复率为80‑83 %。

19. 根据权利要求1‑6任一项所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的室温电阻率为75 120 μΩ·m。

~

20.根据权利要求19所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的室温电阻率为75

100μΩ·m。

~

21. 根据权利要求20所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材的室温电阻率为

75 85 μΩ·m。

~

22. 根据权利要求1‑6任一项所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材料密度为3

1.9‑2.3 g/cm。

23. 根据权利要求22所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材料密度为2‑2.2 3

g/cm。

24. 根据权利要求23所述的类洋葱碳块材,其中,所述类洋葱碳块材料密度为2.1‑2.2 3

g/cm。

25. 一种类洋葱碳块材的制备方法,所述类洋葱碳块材包括类洋葱结构基元,所述类洋葱结构基元的直径范围为10‑100nm,所述类洋葱结构基元的核心为无序的非晶碳结构,直径为3‑5 nm,而所述类洋葱结构基元的外层是3‑30层的同心的球形类石墨层,所述方法包括:⑴ 以碳黑粉体为原料,装入模具中预压成坯体;以及⑵ 对步骤⑴中的预制坯体进行高温高压处理,其中,压力为2‑7 GPa,温度为1200‑

2200 ℃。

26. 根据权利要求25所述的类洋葱碳块材的制备方法,其中所述高温高压处理的压力为2‑6 GPa,温度为1500‑2000℃。

27. 根据权利要求26所述的类洋葱碳块材的制备方法,其中所述高温高压处理的压力为3‑5 GPa,温度为1700‑2000℃。

28.根据权利要求25‑27任一项所述的类洋葱碳块材的制备方法,其中在所述高温高压处理前,将步骤⑴中的预制坯体装入六方氮化硼坩埚中,然后将装有原料的坩埚装入组装块中,再将组装块放入压机腔体中进行高温高压合成,最后从组装块中取出样品,得到类洋葱碳块材。

29.如权利要求25‑27任一项所述的类洋葱碳块材的制备方法,其中在步骤(1)所用的原料为中间相沥青基碳或有机高分子经炭化得到的无定形碳黑粉末。

30.如权利要求28所述的类洋葱碳块材的制备方法,其中在步骤(1)所用的原料为中间相沥青基碳或有机高分子经炭化得到的无定形碳黑粉末。