本文以中间相碳微球为碳前驱体材料,采用水基流延工艺成型,通过金属搀杂和液相强化烧结制备了高性能、低孔隙率的碳材料层板,并系统的研究了在烧结过程中金属搀杂物对碳材料相变及其性能的影响,同时研究了碳纤维对成型工艺和烧结后碳材料层板性能的影响.这种碳材料层板不仅可用于制备模压成型的质子交换膜燃料电池双极板,也可用于制备锂电池电极.这对于降低燃料电池成本、提高燃料电池性能具有重要意义.在本文实验中,采用的MCMB具有2.1的C/H摩尔比,平均尺寸为12μm,通过冷模压然后分别在800,1150和1400℃下进行真空烧结.在1400℃烧结获得的碳材料具有较高的密度、较好的弯曲强度和导电性.流延工艺是一种制备陶瓷薄片的方法,本论文利用水基流延工艺获得了密度均匀、强度高的高性能的碳材料层板.为了制备稳定均一的MCMB流延浆料,首先研究了浆料的流变学行为以及溶剂、增塑剂、分散剂和粘结剂对其流变行为的影响.有很多金属和非金属的掺杂物对碳材料的石墨化具有催化作用.本文通过在流延浆料中添加一定量的Ti,ZrO<,2>和B<,4>C,在MCMB中进行掺杂.经过1400℃真空烧结,结果发现它们都具有催化石墨化的效应,并且碳材料的性能也得到改善.通过在MCMB流延浆料中添加一定量的碳纤维,利用水基流延工艺成型获得了碳纤维均匀分布的碳/碳复合材料.对浆料的流变行为研究发现,增加碳纤维的含量和长度都会影响流延浆料的剪切粘度.最后,通过在MCMB浆料中掺杂预合金化的双组元金属粉来进行液相强化烧结,获得的碳复合材料具有较好的性能和较低的孔隙率.