石墨材料的抗氧化处理方法
石墨材料的抗氧化处理方法
1、表面涂层法
涂层法即在石墨材料表面上喷涂一层耐氧化涂层，一般涂层根据涂层物而异，涂层工艺各不相同，所制得的制品的特性也不相同。
(a)喷涂金属、碳化物、硅化物等
喷涂的材料有金属、碳化物、硅化物以及上述材料的混合物在石墨电极的表面喷镀或交融一层铝基金属陶瓷，常选用的涂层工艺是铝和耐火材料在电极表面的“替换喷涂一烧熔法”，可得到抗氧化涂层石墨电极。
抗氧化涂层必定满足以下要求：
1)身手高温而不熔化，涂层分解温度在1850°C以上；
2)与电极表面结合超卓，并有类似的热胀大系数；
3)导电才干高于石墨电极基体；
4)应有必定的机械强度；
5)对冶金操作及钢水质量无晦气影响。有抗氧化涂层的石墨电极与同质量的电极相比较，可使每吨钢的电极消耗量下降20～30，并可下降炼钢电耗5左右，并且由于抗氧化涂层的电阻小，能够跋涉通过电极的电流密度，减小电极直径。
但由于抗氧化涂层的石墨电极制造本钱跋涉8%～10%，并且电炉钢厂运用抗氧化涂层电极需要对炼钢炉的电极夹持器进行技术改造，改造工程量及投资额较大，并且关于炼钢操作带来必定的费事。因此，跟着高功率和超高功率石墨电极的推行与运用，我国现在基本上不出产抗氧化涂层石墨电极。
(b)涂硼化物
此方法是把石墨制品表面涂一层含硼化物的可碳化液体，其氧化性可大大下降，在820C的停止空气中实验标明，未涂层的石墨制品的氧化损耗为100%，而含硼化物涂层的石墨制品的氧化损耗仅1%。此种方法首要运用于制造飞机刹车片等。
(c)涂富铝红柱石等
涂层材料含20～70%的富铝红柱石(3AI2O32SiO2)、5～14%的硅、5～70%的碳化硅或碳化硼，将涂层喷涂到石墨制品上，通过单调热处理，涂层即于石墨制品表面结合地很好，能接受严峻的热胀。这种方法首要适用于坩埚、铸造熔融耐火材料的铸模、高炉砌块等。
2、气相堆积法
热解炭和热解石墨具有超卓的耐高温性和抗蚀性，所以在石墨材料表面通过化学气相堆积方法堆积必定厚度的热解炭或热解石墨，能够跋涉石墨材料的抗氧化性，可是，纯热解炭涂层最严峻的缺点是各向异性大，在实践运用中简单掉落。若在热解炭堆积过程中，其堆积上镶嵌针状碳化硅晶体，该晶体的轴向与热解炭的基面垂直，便可下降热解炭的各向异性度，增加热解炭的C轴向的强度，改进其它功用，如胀大性等此外，垂直镶嵌的针状碳化硅破坏了热解炭的层状结构，然后减少了热解炭的层掉落。由于硅在氧化时构成二氧化硅，熔融生成保护层，因此．增强了该制品的耐氧化性和耐腐蚀性。可是，由于其本钱过高以及仅适用于小标准制品，因此现在该技术首要运用于航天航空材料等范畴。
3、浸渍法
浸渍法即是用耐氧化物料浸渍石墨材料，减少石墨制品的气孔率，然后抵达减少碳与氧触摸表面的目的，跋涉石墨材料的抗氧化性。为了抵达令人满足的作用，应针对浸渍剂的具体情况，选用不同的浸渍方法
(a)浸磷酸溶液
这种工艺方法简单易行，制得的石墨制品的耐氧化温度达760℃或更高。具体方法是把石墨制品浸泡在含磷酸盐的磷酸溶液中，时刻约10分钟。然后，将浸泡的制品至少加热到500°C，约5—10分钟。经680°C和800°C的氧化实验标明，经浸泡的石墨制品耐氧化性比没浸泡的石墨制品显着增强。
(b)浸硼硅酸玻璃
把硼硅酸玻璃放在浸渍设备中的不锈锕坩埚中，抽真空加热熔化，放入石墨制品，输入氨气坚持必定时刻使熔化的玻璃浸入到石墨制品中。浸渍后的石墨制品比浸渍前的石墨制品功用大有跋涉。其间，抗压强度增加一倍，抗折强度增加一倍多，气孔率显着下降，而电阻率几乎没有改动耐氧化性增强，氧化损耗明显减少。
(c)浸防氧化剂
浸渍剂是防氧化剂，该防氧化剂是一种或两种以上碱土族金属无机盐与一种或两种磷酸或磷酸盐组成的混合物在该防氧化混合物中填加少数Si、Ca等金属盐组成的导电性辅助剂和稳弧剂，则可制得超卓耐弧性和导电性的电极制品。浸防氧化剂的石墨制品，经700°C的6小时实验标明，石墨制品表面无氧化现象。
(d)浸金属盐
选用耐熔金属盐饱和溶液作浸渍剂，浸渍后的石墨制品在高温加热前，用氢氧化铵或硫酸氢铵水溶液浸泡石墨制品10分钟，使堆积在孔中的耐熔金属盐转变为氧化物。然后，在真空或保护气体中高温加热石墨制品，使金属氧化物转变为碳化物。此方法可运用于石墨电极的，特别是在操控碳浓度的熔炼条件下。
石墨材料抗氧化处理的方法除以上三种方法外还有混合法和浸涂法。混合法既是在出产石墨制品的过程中，混入耐熔金属或混入金属粉浸涂法则是归纳了浸渍法和涂层法长处，极大地缩小了制品与氧的触摸表面积。当然这种处理方法取决于制品的用途和所运用的处理剂。人工石墨电极一般选用浸渍的方法处理，浸渍溶液的本钱及浸渍处理和相关处理的费用都不很高，因此是跋涉电极质量，增强石墨电极在练习中的抗氧化性的有用的方法。
