近日，我院涂川俊研究员团队基于传统自烧结炭石墨材料，以“Enhanced self-sintering mechanical strength of carbon blocks via removal of light molecular-weight compound in green petroleum coke”为题，在能源与燃料领域中科院JCR一区国际顶级期刊《Fuel》上发表最新研究成果。湖南大学材料科学与工程学院为论文第一完成单位，博士研究生谭姣为论文第一作者，涂川俊研究员为论文通讯作者，李润副教授为共同通讯作者。
炭石墨材料作为一种关键战略材料，广泛应用于航空航天、智能制造、电子信息和冶金机械等领域。目前，炭石墨材料生产制备主要有两种典型工艺：其一是以炭质骨料为增强相、煤沥青等粘结剂为连续相，经传统制备工艺制得，制品常需经多次浸渍—焙烧才满足致密化要求，既增加生产成本，又难以从根本上抑制复合材料脆性；其二是以中间相碳微球或生焦为主要原料的自烧结工艺。相较于传统方法，自烧结工艺可省去反复浸渍和焙烧工艺。但在焙烧过程中，由于以生焦自身携带的挥发份作为粘结剂，挥发份小分子物质的无规则逸出易导致材料内部气孔和随机裂纹不可控，严重限制了自烧结制品的广泛应用。
基于此，涂川俊研究员团队通过溶剂萃取法对自烧结生焦的挥发份进行分离，进一步采用多种测试方法解析焙烧过程中影响自烧结行为的有害组分和有益组分。研究结果表明：去除有害挥发性小分子物质可以减少炭化过程中气体的逸出，使炭块结构更加致密，力学性能可显著提升。该工作对于深入认知自烧结工艺、优化设计高性能自烧结炭石墨材料具有重要意义。
摘要附图
（a）MALDI-TOF MS图；（b）pseudo-component标准划分分子量段图；（c）GC-MS不同类别成分面积归一化含量图；（d）纳米压痕载荷-位移图；（e）杨氏模量及硬度图
上述研究得到了国家自然科学基金项目、湖南省研究生科研创新项目等的资助。文章链接为：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127912
