以童亭煤全组分分离得到的疏中质组为原料,在常压、惰性气氛条件下采用自发泡法制备出薄壁泡沫炭,研究了发泡工艺条件和纳米氧化锆（Nano-ZrO₂）添加量对初生泡沫炭（NCF）结构与力学性能的影响;在此基础上,分别考察了炭化、石墨化工艺条件对Nano-ZrO₂改性前后炭化泡沫炭（CCF）和石墨化泡沫炭（GCF）的微观结构、微晶结构、力学性能、导电性能及隔热性能的影响。结果表明:升温速率和发泡温度对NCF孔泡结构影响较大。制备孔泡分布均匀且孔径均一的NCF的较优条件为:升温速率5°C/min,发泡温度550°C,恒温时间1 h,压片压力5 MPa。CCF的基本性质、力学性能及导电性能受炭化工艺条件的影响程度为:炭化温度>恒温时间>升温速率。优方案下制得的CCF在变形量为70%时（下同）,抗压强度为0.6 MPa,比强度为4.6 MPa/（g/cm³）,电导率为9.2 s/cm,热导率约为0.080 W/（m·K）。GCF的平均抗压强度为0.45 MPa,平均比强度为3.33 MPa/（g/cm³）;平均石墨化度为41.78%,电导率为31.8 s/cm,导电性能较CCF显著提高;粉末状GCF热导率为0.082 W/（m·K）,块状GCF热导率为0.059 W/（m·K）,块状比粉末状GCF的隔热性能好。薄壁泡沫炭的平均壁厚为1⁴μm。随Nano-ZrO₂添加量的增加,NCF的孔径变小,孔泡结构更加致密,力学性能提高,最佳添加量为15 wt.%。较未改性CCF,添加15 wt.%Nano-ZrO₂的CCF力学性能明显增强,抗压强度达3.7 MPa,比强度达9.0 MPa/（g/cm³）,导电性能略降低,热导率为0.074 W/（m·K）,隔热性能有所提升。添加15 wt.%Nano-ZrO₂的GCF抗压强度为1.3 MPa,比强度为3.2 MPa/（g/cm³）,石墨化度高达99.77%,电导率达到66.9 s/cm,导电性能较未改性GCF大幅提升,热导率为0.077W/（m·K）。Nano-ZrO₂改性泡沫炭平均壁厚增至2⁵μm。该论文有图66幅,表23个,参考文献114篇。