研究中间相焦的有序性是制备高质量新型炭材料的关键。本课题以煤焦油软沥青SOP为原料,采用带程序升温的多管井式坩埚炉进行热转化反应,研究炭质中间相液相形成机理以及制备有序中间相焦的影响因素。采用高温显微镜连续观察原料在热转化过程中的中间相形成过程;并通过特殊设计的变径管式反应器探索中间相在气流引导下的有序化生成机理,以及原料成分和结构对形成有序性中间相焦的影响。研究结果表明:煤沥青热聚合形成中间相的过程经历三个阶段,即中间相微晶出现初期、中间相微晶堆积形成中间相小球及中间相小球生长期、中间相小球融并形成中间相焦期。随着反应温度的升高,小球的生长速度加快,小球融并将会时间提前进行,最终形成长程无序的细粒镶嵌结构;随着反应温度的下降和时间的延长,中间相有序融并生长更加完善,最终形成长程有序纤维结构。故从促进中间相有序生长的角度,选择相对较低的反应温度,较长的反应时间来制备具有可塑性,即低软化点的中间相预聚体。从热力学角度分析可以发现,热聚合条件下中间相的形成是一个自发过程,而中间相的有序生长是一个非自发过程,需要借助外力的引导作用实现其有序生长。为此,试验设计了一种变径管式单向流反应器,通过热聚合过程中产生的气体的单向流动实现气流对中间相生长的有序的引导作用。变径管式单向流反应器制造气流的原理为:通过变径管底部物料的热裂解产生向上流动的裂解气流,利用中段细径管让气流加速,实现引导细径管中的中间相焦有序生长的作用。此外,试验研究了不同热聚合工艺条件下样品的组成、性质与组织结构变化。通过上述试验研究,为煤沥青资源的深度开发利用、制备高质量针状焦的产业化提供了科学与技术基础。