从优化碳质结合剂热解炭结构的角度出发,研究了催化剂种类及工艺条件对聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、Carbores P热解炭结构的影响。然后将热解炭结构较优的PVP和Carbores P引入到镁碳材料中,研究了两者对镁碳材料性能的影响。结果表明:1)经NiO掺杂的PVP、Carbores P粉热解炭中均可原位生成非晶态碳纤维及石墨化碳,碳纤维生长符合底端生长机制。炭化温度较低或过高时,催化剂活性均会受到抑制;升温速率、成型压力会影响碳氢气体在催化剂表面的沉积程度,从而控制碳纤维的形貌。本实验条件下,碳纤维的适宜生长温度为1200℃,升温速率为2℃/min,成型压力为150 MPa。2)NiO催化PVP时的最佳掺入量为1 wt%,所形成的碳纤维长度约1⁵μm,径向约30¹50 nm;掺杂PVP的残炭率提高了8%左右,热分解温度提高了约25℃。NiO催化Carbores P时的最佳掺入量为3wt%,所形成的碳纤维的平均径向约60 nm,平均长度约3.2μm;掺杂Carbores P的残炭率提高了19%,热分解温度提高了约30℃。3)将PVP作为结合剂应用到镁质干式料中,并和分别以酚醛树脂、葡萄糖为结合剂的干式料进行性能对比研究发现:PVP合适的加入量为4 wt%,且试样在1500℃烧成后的强度以及抗渣渗透性都优于以葡萄糖结合的试样。4)将掺杂Carbores P应用到镁碳砖中,形成了碳纤维、镁铝尖晶石纤维、镁橄榄石及Al₄C₃等陶瓷相,对试样起到增韧补强的作用;经1400℃烧后试样的弯曲应力为6.56 MPa,较空白样提高了46%,此时对应的断裂位移为1.03 mm。图37幅;表7个;参70篇。