[發明專利]石墨抗氧化涂層

有效

• 申請號: 201810357553.0
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108456005B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 楊道媛;梁威威;趙冬冬
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;平頂山市信瑞達石墨制造有限公司
• 主分類號: C04B41/87
• 分類號: C04B41/87
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;付艷麗

本發明提供一種石墨抗氧化涂層及其制備方法，所述抗氧化涂層可以采用多種組分，包括單層/雙層氧化鋁質、氧化鋁+硅質、鎂鋁尖晶石質等，其中單層氧化鋁質抗氧化涂層由級配氧化鋁粉、粘結劑和溶劑混勻涂布于石墨基體表面然后燒結制成，所述級配氧化鋁粉的粒度級配如下，以重量份數計：60μm?80μm 400份?500份；40μm?50μm 50份?150份；20μm?40μm 400份?500份；20nm?40nm 10份?50份。本發明所制備的抗氧化涂層均表現出較高的抗沖擊強度，且抗氧化性能優異，能夠在氧氣氣氛中使用。

技術領域

本發明屬于石墨抗氧化涂層技術領域，具體涉及一種石墨抗氧化涂層及其制備方法。

背景技術

在冶金工業中，石墨坩堝、石墨套管、石墨模具等為高溫生產過程中的常用器件。但石墨材料從400℃左右就開始氧化，超過750℃后氧化急劇增加，且隨著溫度的升高，氧化亦不斷加劇。這種高溫條件下的氧化腐蝕會導致石墨材料表面結構疏松，甚至產生脫落現象，影響石墨器件的正常使用，且加熱效率降低，因此通常需要對石墨材料的表面涂布抗氧化涂層，以加強其抗氧化性能。

現有的石墨抗氧化涂層有玻璃涂層、金屬涂層和陶瓷涂層三種。玻璃的熔融粘度低，流動性好，并且與石墨具有良好的潤濕性，可以很好的潤濕石墨材料。因此，在石墨材料表面涂布一層玻璃涂層可以有效填充材料中的裂紋、孔隙等缺陷，切斷氧氣向材料內部滲入的孔道。但是玻璃涂層在高溫下易揮發，抗氧化過程中自身的消耗過大，因此，只能在較低溫度下發揮抗氧化防護作用；金屬涂層主要是采用一些高熔點的金屬制備抗氧化涂層，使材料獲得一定的抗氧化性，成本高昂，不適宜大規模的產業應用；而陶瓷涂層目前主要是涂覆SiC，但是SiC涂層不能在氧氣氣氛中使用，限制了石墨器件的使用范圍。

發明內容

本發明針對目前的石墨抗氧化涂層存在的不足，提供一種石墨抗氧化涂層及其制備方法，所制備的抗氧化涂層均表現出較高的抗沖擊強度，且抗氧化性能優異，能夠在氧氣氣氛中使用。

本發明采用如下技術方案：

一種石墨抗氧化涂層，所述抗氧化涂層為單層氧化鋁質，所述單層氧化鋁質抗氧化涂層由級配氧化鋁粉、粘結劑和溶劑混勻涂布于石墨基體表面然后燒結制成，所述級配氧化鋁粉的粒度級配如下，以重量份數計：60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。

一種石墨抗氧化涂層，所述抗氧化涂層為單層氧化鋁+硅質，且氧化鋁組分和硅組分均呈均勻分布的狀態，所述單層氧化鋁+硅質抗氧化涂層由級配氧化鋁粉、硅粉、粘結劑和溶劑混勻涂布于石墨基體表面然后燒結制成，所述級配氧化鋁粉的粒度級配如下，以重量份數計： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。

一種石墨抗氧化涂層，所述抗氧化涂層為雙層，抗氧化涂層的內層為氧化鋁+硅質，且氧化鋁組分和硅組分均呈均勻分布的狀態，抗氧化涂層的外層為氧化鋁質，其中內層氧化鋁+硅質抗氧化涂層由級配氧化鋁粉、硅粉、粘結劑和溶劑混勻涂布于石墨基體表面然后燒結制成；外層氧化鋁質抗氧化涂層由級配氧化鋁粉、粘結劑和溶劑混勻涂布于內層表面然后燒結制成，所述級配氧化鋁粉的粒度級配如下，以重量份數計：60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。

上述的石墨抗氧化涂層，以重量比計，同一涂層中硅粉的用量與級配氧化鋁粉的用量比為1:9。