中间相

中间相成焦机理是指煤或沥青 经炭化过程转化为燕炭的相变规律。炭化时，随着温度升高，或在维温状态下延长炭化时 间，煤或沥青首先熔融，形成光学各向同性的塑性体(或称母体)，然后在塑性体中孕育 出一种性质介于液相和固相之间的中间相液晶。由于所形成的液晶往往是球状的，故得 名中间相小球体。它在母体中经过核晶化、长 大、融并、固化的转化过程，生成光学各向 异性的焦炭。在炭化体系中，单体分子的大 小和平面度，分子的活性和体系的粘度是决 定中间相能否生成和长大的程度以及所形成 的焦炭光学组织的大小的主要因素。炭化过 程的升温速率、炭化时间、原料中的杂质和 添加物以及对原料的预处理都对中间相转化 有一定影响。研究中间相成焦机理对确定配 煤方案、改善焦炭质量。特别是新型炭材料，如针状焦、炭纤维等的开发具有指导意义。研笼简史为了深入掌握煤或沥青成焦的规律，人们从20世纪20年代就开始用光学显微镜 研究焦炭，并发现焦炭中存在着大小不一的光学各向 异性组织，但还不能解释其起源和成因。进入60年代 后对炭化过程相变规律的研究，日趋活跃1961年 澳大利亚的泰勒(G.H.Taylor)在研究火成岩侵入的谋田时。首先在煤层中发现了中间相小球体，并观察 到了它的长大、融并和最后生成镶嵌型光学组织的过 程。1965年泰勒和布鲁克(J .D.Brooks)用电子衍射等 技术证明了中间相小球体属于叠层向列液晶的结构，形成分子层片。炭化过程生成的液晶往往形成 并提出了布鲁克一泰勒型中间相小球体的结构模型。球体，即中间相小球体。在球体内分子层片的取向有 1969年美国人怀特(J .L.W肠te)研究了中间相在融并多种，但以布鲁克一泰勒型的结构最稳定。这种型式的 过程中形成的缺陷，认为它们属于叠层缺陷，并把这球体内分子层片通常以大致与赤道相平行的方向堆 些缺陷按其取向的不同而分为四类，他还阐述了它们砌，所以称为叠层向列液晶。的生成机理。怀特的结论为日本的本田英昌所证实。沥青中间相转化过程由于沥青的中间相转化过 1972年起，本田英昌和德国人许廷格程在光学显微镜下就能清晰地观察到，所以研究中间 (K .T.枷优inger)等分别发现了取向性不同的中间相小相转化过程，往往以沥青作为起始物质。沥青加热熔 球体，并提出了不同的中间相小球体的结构模型。德融，形成各向同性的塑性体(母体)。中间相的生成首 国人齐默(J .E.zi~er)，日本人持田颧和美国人辛格先是在母体中形成晶核，这是一个均匀的核晶化过程。