碳毡与石墨毡：特性及超声波喷涂的应用

　　在能源、工业等众多领域，碳毡和石墨毡凭借其独特性能发挥着关键作用。今天，我们就来深入

了解这两种材料，以及超声波喷涂技术为它们带来的新变革。

　　一般提及的碳毡，多为聚丙烯腈基碳毡，可细分为软质碳毡与硬质碳毡（即软碳毡加胶后固化而成的

固化毡）。从生产温度角度区分，国内通常将处理温度约900多度的称为碳毡，而处理温度在1700度左右

的则为石墨毡。总体而言，碳毡和石墨毡涵盖碳毡、石墨毡、硬质碳毡、硬质石墨毡这四类。

　　超声波喷涂碳毡石墨毡-涂覆碳毡与石墨毡-超声波喷涂

　　全球范围内，碳毡主要有聚丙烯腈（PAN）基碳毡、粘胶基碳毡、沥青基碳毡三大类型。碳纤维在

1000摄氏度左右完成碳化，制成碳纤维毡后含碳量约90%，其使用温度也大致在1000摄氏度。而当碳

纤维毡在无氧环境下被加热到2000摄氏度以上时，就转化为石墨纤维，制成的石墨纤维毡含碳量可达99%

以上，使用温度更是能飙升至2000摄氏度。值得注意的是，如果碳纤维毡处于2000摄氏度以上的保温环

境，会引发进一步反应。

　　碳毡和石墨毡具备诸多优良特性，如高化学稳定性、良好的导电性以及出色的隔热性能等，在多个

领域得到广泛应用。在液流电池领域，它们常被用作电极材料。然而，在实际应用中，碳毡和石墨毡也

面临一些挑战。例如，作为电极时，其与电解液的浸润性有待提高，这可能影响电池反应的效率；表面

的活性位点有限，限制了电化学反应的速率。

　　超声波喷涂技术为优化碳毡和石墨毡的性能提供了有效途径。在碳毡和石墨毡表面通过超声波喷涂，可

以精准地将功能性材料均匀覆盖。对于提高与电解液的浸润性问题，可通过超声波喷涂一层特殊的浸润性改

善材料。超声波的高频振动能够使喷涂材料以极其细微的颗粒状态均匀地附着在碳毡和石墨毡的纤维表面，

形成一层超薄且均匀的涂层。这不仅能极大地改善其与电解液的接触效果，促进电解液在材料孔隙中的扩散，

还能增加活性位点。比如，当喷涂含有特定金属催化剂的涂层时，这些金属催化剂能够作为新的活性位点，

加速电化学反应的进行。

　　超声波喷涂碳毡石墨毡-涂覆碳毡与石墨毡-超声波喷涂

　　在高温应用场景中，碳毡和石墨毡可能会因长期处于高温环境而出现结构稳定性下降的问题。超声波喷涂可

在其表面喷涂一层耐高温、抗氧化的涂层。这种涂层能够在高温下形成一层致密的保护膜，有效阻挡氧气等对

碳毡和石墨毡的侵蚀，增强其结构稳定性，延长使用寿命。而且，由于超声波喷涂的精确性，不会对碳毡和石

墨毡原有的孔隙结构等特性造成明显破坏，最大程度保留了它们本身的优势性能。

　　在新能源产业蓬勃发展的当下，对高性能碳毡和石墨毡材料的需求日益增长。超声波喷涂技术凭借其在改善

碳毡和石墨毡性能方面的独特优势，正逐渐成为推动这些材料在更多领域广泛应用和性能提升的关键力量。无论

是在液流电池、高温隔热还是其他需要高性能材料的场景中，经过超声波喷涂处理的碳毡和石墨毡都有望展现

出更为卓越的性能，为各行业的发展注入新的活力。