石油沥青碳材料概述
沥青是什么材料
沥青是什么材料沥青是一种黑色的黏稠物质，常用于道路建设和防水工程。
它是一种由石油提炼得到的有机胶体物质，主要成分是碳氢化合物。
下面将对沥青的成分、性能以及在不同领域的应用进行介绍。
一、成分：沥青主要由碳、氢、氧和少量的硫、氮等元素组成。
它是一种高分子聚合物，含有各种碳氢化合物，其中以烷烃、芳烃和脂环烃最为主要。
不同类型的沥青具有不同的成分，如道路用热沥青主要以芳烃为主，防水用冷沥青则以脂环烃为主。
二、性能：1. 黏性：沥青具有很高的黏附性和黏性，能够黏结接合其他材料并形成坚固的结构。
2. 柔性：沥青具有良好的柔性和弯曲性，能够适应道路沉陷和温度变化引起的变形。
3. 防水性：沥青具有很好的防水性，能够有效防止水分渗透，防止基层材料受潮、发霉等。
4. 耐久性：沥青经过适当处理和施工可以具有较长的使用寿命，能够承受机械、化学等外界因素的影响。
三、应用：1. 道路建设：沥青是道路建设中最常用的材料之一，用于路面的铺设和修补。
它能够增加道路的耐久性、提高车辆行驶的平稳性和舒适性。
2. 防水工程：沥青被广泛应用于建筑物的防水工程中，如地下室、屋顶、墙面等。
它能够有效防止水分渗透，保护建筑物的结构安全。
3. 石油与化工工业：沥青在石油提炼、炼油和化工工业中有着重要的应用。
它可以用作石油产品的原料，如燃料油、煤油、润滑油等。
4. 装饰材料：沥青还可以用于装饰材料的生产，如沥青瓦、彩色沥青等。
这些材料具有耐久性好、防水性强、色彩丰富等特点。
四、环境影响：沥青在使用过程中会产生一定的环境问题，如挥发有害物质、气味扩散等。
此外，沥青的生产过程和废弃物处理也会对环境造成一定的污染。
因此，在使用沥青的过程中，需要加强环保意识，合理处理废弃物，选择低挥发性的产品，减少对环境的负面影响。
综上所述，沥青是一种由石油提炼得到的有机胶体物质，具有黏性、柔性、防水性和耐久性等特点。
它在道路建设、防水工程、石油与化工工业以及装饰材料等领域有着广泛的应用。
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
它是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。
建筑上主要使用建筑石油沥青制成各种防水材料制品或现场直接使用。
1 石油沥青的组成与结构1.1 石油沥青的组分石油沥青是由众多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。
因为沥青的化学组成复杂以及同分异构特点，对组成进行分析很困难，因此一般不作沥青的化学分析，只从使用角度，将沥青中化学成分及14质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称为组分。
在沥青中各组分含量多寡，与沥青的技术性质有着直接关系。
沥青中各组分的主要特性简述如下。
1.1.1 油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分。
在170℃较长时伺加热，油分可以挥发。
油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。
油分赋予沥青以流动性。
1.1.2 树脂沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大。
沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。
中性树脂能溶于三氯甲垸、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。
中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。
1.1.3 地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，正戊烷，但溶于三氯甲垸和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。
地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
1.2 石油沥青的胶体结构在石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。
第四章 沥青材料解读
Sb f T , t , PI
（3）黏附性
直接影响沥青路面的使用质量和耐久性。 不仅与沥青的性质有关，而且与集料性质（酸碱性）也有关。 一般应优先使用碱性集料，当采用酸性石料时，可掺加 各种抗剥剂来提高黏附性。 试验方法：水煮法和水浸法
（4）老化
沥青在自然因素（热、氧化、光和水）作用下，产生不可逆 的化学变化，导致路用性能劣化，称之为老化。 其组分变化规律为： 油分 树脂 沥青质 饱和分，芳香分（较慢） 胶质（较快） 沥青质
四、石油沥青的结构
1.胶体理论 沥青的胶体结构是以沥青质为胶核，胶质被吸附 其表面，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团再分散于芳 香分和饱和分中。 2.胶体结构类型（三种）
a、溶胶型结构
b、溶－凝胶型结构
c、凝胶型结构
溶胶结构：沥青质含量少，饱和分和芳香分、胶质多。 凝胶结构：沥青质含量较多，并有相应数量的胶质形成 胶团，使得胶团的相互移动较困难。 溶-凝胶结构：适中（理想结构）。
六、石油沥青的技术标准
1.道路石油沥青的技术标准 （1）分级：A、B、C三级，适用范围见表4-3； （2）标号：根据针入度划分160号、130号、110号、90号、 70号、50号、30号七个标号。 随着标号增加，沥青的黏度减小（针入度增加），塑性 增加（延度增大），而温度稳定性变差（软化点降低）。
2）煤沥青的技术指标 ⑴ 黏度：用标准黏度计测量。与液体沥青一样。 ⑵ 蒸馏试验馏分含量及残渣性质：测定试样受热时，在规定温度 范围内蒸出的馏分含量，及蒸馏后残留物的含量。 馏分含量的限制控制了煤沥青由于蒸发而老化的安全性； 残渣性质试验保证了煤沥青残渣具有适宜的黏结性。 ⑶ 煤沥青焦油酸含量：导致路面强度降低，且有毒，在沥青中的 含量必须加以限制。 ⑷ 含萘量：萘是有害物且易升华，有毒，能加速老化，萘易使沥 青失去塑性。含量越低越好。 ⑸甲苯不溶物：沥青中不溶于甲苯的物质。 ⑹水分：过量的水分造成沥青损失，易引起火灾。 3.煤沥青与石油沥青的鉴别（见后页表）
石油焦是什么东西
石油焦是什么东西石油焦是一种石油副产品，由石油提炼过程中残余的煤油、沥青等有机物在高温下分解而生成的一种固体碳材料。
它主要由碳元素组成，呈黑色或棕黑色块状物质。
石油焦是一种重要的碳材料，具有高固碳含量、高热值、高强度和耐高温、耐腐蚀等特点。
由于其独特的物理和化学性质，石油焦在多个领域有着广泛的应用。
首先，石油焦是钢铁工业中不可或缺的原材料。
在炼钢过程中，石油焦作为还原剂和燃料，被广泛应用于高炉和电炉生产中。
石油焦有着较高的热值和固碳含量，能够提供充足的热量和还原能力，有助于使矿石迅速还原成金属铁。
此外，石油焦的高强度和抗压能力，也使其成为冶金行业中的重要原料。
其次，石油焦在铝工业中也有重要应用。
铝电解是制取铝的主要工艺，而石油焦是电解槽中的电极材料。
石油焦能够承受高温和苛刻的腐蚀环境，稳定地进行电化学反应，并具有良好的导电性和透气性。
它的应用不仅提高了电解过程的效率，还减少了能源消耗和环境污染。
此外，石油焦还被用作石墨生产过程中的重要原料。
石墨是一种重要的工程材料，具有低摩擦系数、高导电性、高热稳定性等特性。
石油焦通过高温炭化和高温石墨化等工艺，可以制备出高纯度的石墨材料，用于制造电极、润滑材料、催化剂等。
此外，石油焦还在化工、炭素产品、研磨材料等领域有广泛应用。
在化工工业中，石油焦作为催化剂载体、催化剂成分，用于制备合成气、合成油、合成液体燃料等。
石油焦也可以作为各种炭素制品的原料，如石墨电极、石墨阴极板等。
此外，石油焦的高硬度和磨料性能，使其成为制造砂轮、砂纸、磨料剂等研磨产品的重要成分。
虽然石油焦在多个领域有着广泛应用，但其生产和利用也带来了一些环境和能源问题。
石油焦生产过程中产生大量有害气体和固体废物，对环境造成一定压力。
在焦化厂的工业炉燃烧过程中也会产生大量二氧化硫、氮氧化物等大气污染物，需要加强控制和治理。
此外，石油焦作为燃料和原料的利用也消耗了大量的能源资源，需要进一步研究和发展新的节能环保技术。
第四章 沥青材料
此外，煤沥青中还含有少量碱性物质（吡啶、喹啉等）和酸性物质 （酚），酚有毒且能溶于水。 煤沥青中的酸性物质都属表面活性物质，其含量高于石油沥青。所以 煤沥青表面活性比石油沥青高，与石料黏结力好。
2）煤沥青的结构——胶体分散系 2.煤沥青的技术性质和技术标准
1）煤沥青的技术性质 与石油沥青的差异： ①煤沥青含有较多不饱和的碳氢化合物，化学稳定性差，所 以大气稳定性差，易老化。 ②煤沥青含有较多的游离碳，塑性较差，使用时易因受力变 形而开裂。
第二节
其他沥青
其他沥青
改性沥青
乳化沥青
煤沥青
一、煤沥青
煤沥青是烟煤炼焦或制煤气时，从干馏所挥发的物质中 冷凝出煤焦油，将焦油再继续蒸馏提取轻油、中油及重油后 所剩的残渣，即是煤沥青。
根据干馏温度的不同，分为：高温煤焦油 —— 路用煤焦 油，及低温煤焦油两类。
1.煤沥青的化学组成和结构特点 1）化学组成 ① 游离碳（自由碳）：增加沥青的黏滞性、提高热稳定性 ② 树脂：硬树脂：黏滞性 软树脂：塑性 ③ 油分：流动性
沥青针入度试验示意图
P(25 C ,100g,5s) 65
o
黏度 viscosity 1）定义：液态沥青在规定温度条件下，
通过规定的流孔直径，流出50ml体积所需 要的时间。（适用于测定液体石油沥青、软 煤 沥青等的黏度）
2）试验方法：标准粘度计法
3）表示方法： C 100s eg： 60 ,5 4）结论：
形式存在，降低沥青的黏结性和塑性）； 沥青基沥青或环烷基沥青（含蜡量 < 2%）； 混合基沥青或中间基沥青（含蜡量2% ~ 5%）： （ 性质介于石蜡基和环烷基沥青之间）
2.按加工方法 ：直馏沥青：常压蒸馏或减压蒸馏或深拔装臵
石油沥青的组成成分
石油沥青的组成成分石油沥青，是指一种由原油经过加热处理和蒸馏而得到的渣油产品，其主要成分是碳氢化合物。
根据其成分和性质的不同，可以将其分为几种种类，如常温沥青、改性沥青、沥青乳化液等。
下面将详细介绍石油沥青的组成成分。
一、石油沥青的碳氢化合物成分石油沥青的主要成分是碳氢化合物，其分子大小和结构复杂多样。
其碳氢化合物的类型和数量会随着原油来源和加工工艺的不同而有所变化。
大多数的石油沥青分子含有6-10个碳原子，其中大量含有芳香烃环结构，少量含有脂环烷和脂环烷等饱和结构，如环辛烯、环戊二烯、环己烷等。
其中，芳香烃所占比例较高，因此石油沥青呈黑色且常常有刺激气味。
石油沥青中除了碳氢化合物的成分外，还含有少量的杂质成分，如元素硫、氮和金属等等，这些成分在沥青中的含量通常很低。
硫是最常见的杂质之一，其来源可能是原油中的硫和添加硫化物等。
沥青中的硫含量高低对环境和人类健康有很大的影响，因此要求石油沥青生产企业对石油沥青中的硫含量进行控制和监测。
氮是另一种常见的杂质成分，通常从蛋白质、碱性化合物或原油中获得。
石油沥青中的氮含量，虽然相对较低，但也需要进行监测和控制。
金属杂质通常由坩埚、管道、容器、过滤器等使用过程中产生的杂质所导致。
这些金属可能会污染石油沥青并导致其质量下降。
三、石油沥青的物理性质石油沥青还具有一些物理性质，如密度、黏度、软化点等，这些性质能够影响石油沥青的应用和使用，如石油沥青的密度决定了其在运输和储存中的容器尺寸，黏度决定了石油沥青在应用中的润滑性能和流动性能，而软化点则决定了石油沥青在高温下稳定性和形变性能。
综上所述，石油沥青的组成成分主要包括碳氢化合物、杂质成分和物理性质。
石油沥青的种类和质量大多取决于原油来源和加工工艺，因此在石油沥青的生产和使用过程中，需要进行严格的质量监控和控制，以确保其安全使用和环境保护。
碳纤维生产原材料
碳纤维的生产原材料主要是聚丙烯腈（PAN）、石油沥青、粘胶纤维等有机高分子材料。
这些原材料在生产过程中经过特定的化学处理和物理加工，最终转化为碳纤维。
下面详细介绍这些原材料：
1. 聚丙烯腈（PAN）：是目前应用最广泛的碳纤维原丝材料。
它具有良好的成膜性和纺丝性能，能够制得高质量的原丝。
PAN基碳纤维具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性和较低的成本。
2. 石油沥青：作为一种廉价的原料，沥青基碳纤维具有良好的热稳定性和成本效益。
但是，与PAN基碳纤维相比，其力学性能和化学稳定性相对较低。
3. 粘胶纤维：粘胶纤维也可以作为碳纤维的原材料，但它的应用相对较少，主要原因是其力学性能和耐化学性不如PAN。
在碳纤维的生产过程中，这些原材料首先经过制备成原丝，然后通过碳化、石墨化等工艺转化为碳纤维。
其中，碳化是将原丝在高温下进行氧化和碳化处理，去除原丝中的非碳元素，使其转化为碳元素。
石墨化则是在更高温度下，使碳纤维中的碳原子平面排列有序，从而提高碳纤维的力学性能。
碳纤维作为一种高性能的新材料，广泛应用于航空航天、体育用品、汽车、风电等领域，其优良的性能和逐渐降低的成本使得碳纤维在未来的应用前景十分广阔。
沥青基硬碳
沥青基硬碳简介沥青基硬碳是一种由沥青作为基质的含碳材料。
其独特的结构和性质使得沥青基硬碳在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将对沥青基硬碳的来源、制备方法、结构特征以及应用领域进行全面、详细、完整且深入地探讨。
来源沥青基硬碳主要来源于炼油过程中的副产品，也可以通过煤炭、石油等碳质材料直接制备得到。
由于沥青基硬碳所需原料的丰富和便捷获取，使得其在工业生产中具有一定的优势。
制备方法沥青基硬碳的制备方法多种多样，常见的包括热解、炭化、氧化等。
其中，热解是一种常用的制备方法，通过高温处理沥青使其发生裂解反应，生成含碳的固体产物。
炭化是另一种常见的制备方法，将沥青暴露在高温条件下，使其进行碳化反应，形成硬碳材料。
氧化则是将沥青暴露在氧气环境中，使其发生氧化反应而形成硬碳。
结构特征沥青基硬碳的结构特征与其制备方法和原料有关。
一般来说，沥青基硬碳具有高度的无定形结构，其中包含有序和无序的碳结构。
同时，沥青基硬碳还含有丰富的氧、氮、硫等杂原子，使得其具有一定的活性。
此外，沥青基硬碳还具有较大的比表面积和孔隙度，这使得其在吸附和催化等领域具有优异性能。
应用领域能源领域1.锂离子电池：沥青基硬碳作为锂离子电池负极材料的一种替代品，在电池容量和循环寿命方面具有优秀的表现。
2.超级电容器：沥青基硬碳可用于超级电容器的电极材料，有效提高超级电容器的能量密度和功率密度。
环境领域1.水处理：沥青基硬碳在水处理领域具有很大潜力，可用于吸附有机污染物和重金属离子。
2.大气污染治理：沥青基硬碳可用于吸附大气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等，有效改善空气质量。
材料科学1.催化剂载体：沥青基硬碳由于其特殊的结构和高比表面积，可用作催化剂的良好载体，提高催化反应的效率。
2.吸附剂：沥青基硬碳可以作为吸附剂用于气体分离、分子吸附等领域。
发展趋势沥青基硬碳作为一种新兴材料，其应用领域不断拓展，研究也在不断深入。
未来，随着技术的进一步发展，沥青基硬碳的制备方法将更加成熟、简便，其在能源、环境、材料等领域的应用前景将更加广阔。
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石油沥青碳材料概述
一、高软化点沥青---高碳材料
按照沥青软化点高低分类，当软化点≤80℃称低软化点沥青，光学各向同性；软化点介于80℃-150℃称中软化点沥青，光学各向同性，又称预中间相沥青；软化点介于150℃-260℃称高软化点沥青，光学各向异性，又称潜中间相沥青；软化点介于260℃-372℃称超软化点沥青，光学各向异性，又称中间相沥青。
二、锂离子电池负极材料
（一）石油沥青基中间相碳微球
1、简介
中间相碳微球即MCMB，用作锂电池负极材料，具有高的质量比容量-300mAh/g，很低的不可逆容量20mAh/g，与低成本石墨相比，显现出较低的容量衰减，对要求长循环和高体积比的动力电池来说更适合。
化学稳定性和热稳定性相对较高。
日本的新一代电动车电池大多使用MCMB。
2、市场价格
中间相碳微球根据质量和使用需求不同，国产产品市场上从5万-15万元/吨不等，日本JFE（日本钢铁工程控股公司）价格更高。
3、生产企业
目前国内有能力批量稳定生产高质量中间相碳微球的企业并不多，高端的产品主要是国外企业垄断。
国内企业
--天津市贝特瑞新能源材料有限责任公司（原天津铁诚，属中国宝安集团） AGP-3 系列
--杉杉科技公司 CMS系列、MCP系列
国外企业
--JFE、日立化学，三菱化工等日本企业
（二）高端人造石墨
1、简介
高端人造石墨，用作锂电池负极材料，和天然石墨合计市场占有率高达90%，是主要的锂离子电池负极材料。
2、市场价格
高端人造石墨根据终极市场锂电池的应用不同，所需的性能和质量不同，统计价格不包括特殊情况，国产产品市场价格6-16万元/吨不等。
3、生产企业
高端人造石墨，从全球的情况看，前三甲的市场占有率就高达66%，国内主要生产厂商有以下:
--中国宝安贝特瑞新能源材料（BTR）公司
--杉杉科技公司
--长沙海容公司
据不完全统计，截止2011年以上3家企业的产能总额达1.3万吨，其中人造石墨占38%左右。
其他主要人造石墨生产企业：华鑫能源、宏远碳素、长沙星城、东莞金卡本、新乡远东、新乡格瑞恩、青岛恒源、湖州创亚等。
（三）石油沥青包覆材料
1、简介
高软化点沥青包覆锂电池负极石墨，可以进一步提高放点容量，循环性能，并且降低生产成本。
2、生产企业
沥青包覆负极材料，属于高端材料，国内有能力生产的企业并不多，主要生产企业，如中国宝安贝特瑞和杉杉科技等上市企业。
三、碳纤维原料-可纺纤沥青
1、简介
世界上工业化生产的碳纤维按原料划分，主要有两大系列，一是以聚丙烯腈为原料，二是以石油沥青或煤沥青为原料，前者的产量约占碳纤维总产量的70%，后者约占30%。
而沥青基碳纤维又分为两大类，一类是通用级沥青碳纤维，一类是高性能碳纤维。
经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92%的特种纤维，因其具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电与导热等优良性能，是航空航天工业中不可缺少的工程材料，应用十分广泛。
2、生产企业
沥青基碳纤维属于高端科技产品，国内处于起步阶段，其中产品包括强度碳纤维，活性碳纤维，石墨碳纤维等主要有以下企业：鞍山塞诺达碳纤维有限公司、南通永通环保科技有限公司、江苏国正新材料科技有限公司
四、高端活性炭原料
1、简介
高端活性炭，有别于常用的竹炭，椰壳活性炭等净水净气活性炭，主要用与铅碳超级电池、超级电容器等各类化学、物理电源，以及医用、军用等特殊行业的球形活性炭。
具有较高的附加值。
2、市场价格
高端活性炭属于国家重点扶持的新型高科技材料，价格根据不同的使用场合和要求而不同，但是普遍价格高。
其中，超级电容器专用活性炭价格15-44万元/吨，沥青基球形活性炭价格40-60万元/吨。
3、生产企业
高端活性炭在我国属于新兴项目，起步比较晚，目前主要是日本、韩国、美国等国家技术垄断。
代表性企业：--日本可乐丽
--日本吴羽化学
--美国 Energie2（巴登-符滕堡州能源公司）
由于国家对于清洁能源，环保行业的大力支持，目前国内涌现出一批具有代表性的新型高端活性炭生产企业：--江苏国正新材料科技有限公司
--新疆天富科技有限公司
五、石油沥青其他用途
--粘结剂（铝、钢厂的电解槽等）；
--转炉增碳喷补炉料；
--利用中间相沥青制备泡沫碳材料；
--利用中间相沥青制备多孔碳材料；
--耐火材料中应用；
--制备高碳材料基础材料。
附件：
“十二五”公路建设情况表
地区2010年通
车里程
2011年通
车里程
2012年通
车里程
2015年通
车里程
2013-2015年通
车总里程增加数
2013-2015年通车
年均里程增加数
华北11578 13638 15215 21545 6330 2110
东北7606 9258 10520 14000 3480 1160
华东20889 22064 24698 31276 6578 2193
华中11076 11851 14031 20942 6911 2304
华南8073 8463 9633 13673 4040 1347
西南8679 9816 11938 18900 6962 2321
西北8043 10096 13765 19005 5240 1747
合计75944 85186 99800 139341 39541 13182 综合各省交通厅的高速公路建设计划显示，2013年，中国高速公路新增通车里程或达1万公里，去年同期为1.1万公里。
建设重点依然集中在华北、西南、华中等地，其中计划新增里程超过500公里的省份有8个，分别为贵州、四川、内蒙古、河北、山西、河南、湖南及福建。
2013年仍为中国公路建设大年，其中华北、西南、西北个别省份道路建设规模仍有明显增加。
中间相的概念：一般物质若以晶体状态存在则呈现光学各向异性，以液体状态存在则呈现光学各向同性。
但是，有一类物质在从晶体转变为液体过程（或逆过程）的中间阶段，能呈现为一种光学各向异性的混浊流体状态，既是液体形态同时又具有晶体光学各向异性特征，结晶学中称之为液晶，物相学中则称之为中间相。
中间相沥青(液晶相沥青)是一种由相对分子质量为370-2000的多种扁盘状稠环芳烃组成的混合物。