前言

碳元素是自然界存在的，與人類最密切相關的元素之一。碳元素具有多樣的電子軌道特性（sp、sp2、sp3雜化），再加之sp2的異向性導致的晶體各向異性和其排列的各向異性，使得以碳元素為主體元素構成的炭材料幾乎包括了地球上所有物質所具有的性質，如：最硬-最軟；絕緣體-半導體-良導體；絕熱-良導熱；全吸光-全透光等。隨著科學技術的進步，人們發現碳似乎蘊藏著無限的開發可能性。

瀝青基炭材料作為炭材料的典型代表，其優良的耐熱性能、高熱導率、良好的化學惰性、高電導率等優異的性能引起了炭材料領域科技工作者的高度重視，促進了瀝青基炭材料的快速發展，在航空航天、能源、環保、醫療、電子、化工、機械、冶金等諸多領域越來越顯現出廣闊的應用前景。

中間相瀝青是一類重要的炭材料前驅體，其結構和后處理條件決定了形成的中間相瀝青炭材料的結構。而中間相瀝青炭材料的結構與其具有的性質密切相關，是影響其具體性能和最終應用的關鍵因素之一。因此，控制中間相瀝青的形成及其向炭材料轉化過程中的結構發展對制備高性能的瀝青基炭材料尤為重要。

基于著者及其研究團隊從事瀝青基炭材料科學研究三十多年來，在國家863計劃項目、國家自然科學基金、天津市自然科學基金重點項目、天津市應用基礎及前沿技術研究計劃重點項目、天津市重點科技攻關項目、天津市科技支撐計劃重點項目和中國產學研合作創新項目（中石化、中海油和中車新能源）等研究課題中取得的一系列科研成果，尤其是利用王成揚教授提出的碳質中間相形成和形態發展的“顆粒基本單元構筑”新理論，進行可控制備高質量和高性能的瀝青基炭材料，諸如中間相瀝青炭微球、中間相瀝青炭纖維、針狀焦等的研究與開發，為本書的撰寫提供了諸多原創性素材。

本書從稠環芳烴液炭化的物理化學角度，依據中間相形成與發展的“顆粒基本單元構筑”理論和炭化工學基礎，重點論述了中間相瀝青的形成與形態轉化，系統闡述了通過特定的炭材料成型（成纖、成球等）和熱處理工藝（不熔化、炭化和石墨化）制備各種用途的瀝青基炭材料，諸如：瀝青焦、針狀焦、瀝青基炭纖維、中間相瀝青炭微球、瀝青基炭納米材料等的原理和技術。希望本書的出版能給我國炭材料科技工作者提供有益的研發參考資料，有利于促進我國瀝青基炭材料的研發和工業化發展。

本書的主要內容包括瀝青的來源及組成結構，中間相瀝青的形成與轉化，瀝青基炭材料（瀝青焦、針狀焦、瀝青基炭纖維、中間相瀝青炭微球、瀝青基炭納米材料等）的可控制備和應用等。其中：第1、3、5章，王成揚執筆；第2、4章，李明偉執筆；第6章，陳明鳴執筆。

感謝天津大學化工學院及郭崇濤教授、鄭嘉明副教授、李明高級工程師、李同起博士、劉秀軍博士、李太平碩士、丁翰洋碩士、孫帥博士、盧秀榮碩士、賈榮利博士、王瑨博士、王九洲博士、郭雪飛博士和著者研究團隊的全體成員對書中研究工作所做的貢獻和大力支持！

由于時間與水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請廣大讀者和同行專家批評指正。

編著者

2018年6月