[發(fā)明專利]一種覆有金屬碳化物涂層的碳基材料及其制備方法

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• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN105439642A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 俞國軍;孫華;侯娟;劉華劍;謝雷東;周興泰;侯惠奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: C04B41/87
• 分類號: C04B41/87
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 鐘華;張佶穎

1.一種覆有金屬碳化物涂層的碳基材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

將碳基材料與金屬鉻和/或金屬鈦置于氯化物和/或氟化物熔鹽中，然后在無水無氧條件下反應1～100小時，即可得到覆有金屬碳化物涂層的碳基材料；所述金屬碳化物為碳化鉻和/或碳化鈦。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的碳基材料的形態(tài)包括塊狀、條狀和粉末；

和/或，所述的碳基材料為石墨、玻璃碳、金剛石、碳-碳復合材料和納米碳材料中的一種或多種；

和/或，所述金屬鉻和/或金屬鈦的形態(tài)包括片狀、棒狀、條狀、碎屑和粉末；

和/或，所述金屬鉻和/或金屬鈦與所述碳基材料在所述氯化物和/或氟化物熔鹽中的表面積之比為≥1:30。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的碳基材料為石墨和/或碳-碳復合材料；

和/或，所述的石墨經(jīng)過砂紙打磨預處理；

和/或，所述金屬鉻和/或金屬鈦與所述碳基材料在所述氯化物和/或氟化物熔鹽中的表面積之比為1:(10～18)；

和/或，所述將碳基材料與金屬鉻和/或金屬鈦置于氯化物和/或氟化物熔鹽前，所述的碳基材料經(jīng)過如下處理：用無水乙醇清洗，然后真空干燥12小時以上，所述真空干燥的溫度為100℃以上；

和/或，所述將碳基材料與金屬鉻和/或金屬鈦置于氯化物和/或氟化物熔鹽前，所述的金屬鉻和/或金屬鈦經(jīng)過如下預處理：先用砂紙打磨，然后再用無水乙醇清洗，干燥即可。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的氯化物為堿金屬氯化物和/或堿土金屬氯化物；

和/或，所述的氟化物為堿金屬氟化物、堿土金屬氟化物、氟化鋯和氟硼酸鈉中的一種或多種。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的堿金屬氯化物為氯化鋰、氯化鈉和氯化鉀中的一種或多種；

和/或，所述的堿土金屬氯化物為氯化鎂和/或氯化鈣；

和/或，所述的堿金屬氟化物為氟化鋰、氟化鈉和氟化鉀中的一種或多種；

和/或，所述的堿土金屬氟化物為氟化鎂和/或氟化鈣。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的氯化物和/或氟化物熔鹽為氯化鈉-氯化鉀熔鹽、氯化鉀-氯化鎂熔鹽、氯化鈉-氯化鉀-氯化鈣熔鹽、氟化鋰-氟化鈉熔鹽、氟化鉀-氟化鋯熔鹽、氟化鋰-氟化鈉-氟化鉀熔鹽、氯化鈉-氯化鉀-氟化鉀熔鹽或氯化鈉-氯化鉀-氟化鋰-氟化鉀熔鹽。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述的氯化物和/或氟化物熔鹽為氟化鋰-氟化鈉-氟化鉀熔鹽或氯化鉀-氯化鎂熔鹽；所述的氟化鋰-氟化鈉-氟化鉀熔鹽中氟化鋰、氟化鈉和氟化鉀的摩爾比為46.5:11.5:42；所述的氯化鉀-氯化鎂熔鹽中氯化鉀和氯化鎂的摩爾比為68:32。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，盛裝所述氯化物和/或氟化物熔鹽的容器為坩堝，所述的坩堝由內層坩堝和外層坩堝組成；

和/或，所述的氯化物和/或氟化物熔鹽由下述方式獲得：采用電爐將氯化物和/或氟化物固體鹽加熱至熔融狀態(tài)，即得；

和/或，所述的無水無氧條件采用惰性氣氛或真空保護；

和/或，所述的反應的時間為1～2小時。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述的內層坩堝為石墨坩堝，所述的外層坩堝為不銹鋼坩堝或耐蝕合金坩堝；

和/或，所述的惰性氣氛為氬氣和/或氮氣氣氛。

10.一種由權利要求1～9任一項所述制備方法制得的覆有金屬碳化物涂層的碳基材料。