题目：新型隔热泡沫炭材料制备及性能研究

泡沫炭材料作为新一代隔热保温材料，具有良好的绝缘性、吸波性以及热稳定性，结合其密度小、比强度高等特点，在航空航天、车船工业、通讯电子和建筑等领域被用作高性能隔热保温材料。具有高残碳率的酚醛树脂泡沫体是制备隔热性能优异的泡沫炭材料的先驱体之一，六钛酸钾晶须具有独特的化学稳定性，机械性能高，导热系数小，是新型隔热绝缘填料。本文以酚醛树脂为先驱体，以六钛酸钾晶须为添加剂，经过发泡、固化、炭化制备出新型隔热泡沫炭材料，并对该材料的微观结构及性能进行了分析表征，主要内容如下：（1）利用酚醛树脂前驱体成功制备出了密度在0.05～0.28g/cm3范围内的泡沫炭材料，研究了各添加剂对泡沫体微观结构的影响，得到最佳原料配比为：固化剂10％，发泡剂2～5％，表面活性剂5～8％(Wt.％)。（2）研究了炭化工艺对泡沫炭材料微观结构和性能的影响，发现酚醛泡沫预制体在850℃时热解反应基本结束，总失重率在50％左右，添加剂对热解过程影响不大。预制体炭化前要经过去壳预处理，减少炭化裂纹。炭化速率宜控制在0.5～1℃/min。（3）分析了添加剂对材料压缩性能的影响，发现所制备的泡沫炭压缩性能在密度为0.28 g/cm3时可达到6～7MPa，破坏过程可分为线性弹性形变、屈服平台和致密化上升三个阶段。添加剂在泡沫炭中分布均匀，并且当添加剂含量增加至1％时，泡沫炭的压缩强度从3.3MPa增加至4.29MPa，提高了30％。（4）采用XRD衍射仪对泡沫炭晶体结构进行了分析，发现经850℃炭化后泡沫炭材料的XRD 图谱的谱线相当弥散，是以无定型碳为主导的固态碳材料。（5）研究了泡沫炭的热物理性能，发现室温下泡沫炭材料的热导率随着密度的增加显著提高，六钛酸钾晶须可以将材料的热导率降低20％左右，提高泡沫炭材料的隔热性能。