石墨材料的抗氧化處理方法
石墨材料的抗氧化處理方法
1、表面涂層法
涂層法即在石墨材料表面上噴涂一層耐氧化涂層，一般涂層根據涂層物而異，涂層工藝各不相同，所制得的制品的特性也不相同。
(a)噴涂金屬、碳化物、硅化物等
噴涂的材料有金屬、碳化物、硅化物以及上述材料的混合物在石墨電極的表面噴鍍或交融一層鋁基金屬陶瓷，常選用的涂層工藝是鋁和耐火材料在電極表面的“替換噴涂一燒熔法”，可得到抗氧化涂層石墨電極。
抗氧化涂層必定滿足以下要求：
1)身手高溫而不熔化，涂層分解溫度在1850°C以上；
2)與電極表面結合超卓，并有類似的熱脹大系數；
3)導電才干高于石墨電極基體；
4)應有必定的機械強度；
5)對冶金操作及鋼水質量無晦氣影響。有抗氧化涂層的石墨電極與同質量的電極相比較，可使每噸鋼的電極消耗量下降20～30，并可下降煉鋼電耗5左右，并且由于抗氧化涂層的電阻小，能夠跋涉通過電極的電流密度，減小電極直徑。
但由于抗氧化涂層的石墨電極制造本錢跋涉8%～10%，并且電爐鋼廠運用抗氧化涂層電極需要對煉鋼爐的電極夾持器進行技術改造，改造工程量及投資額較大，并且關于煉鋼操作帶來必定的費事。因此，跟著高功率和超高功率石墨電極的推行與運用，我國現在基本上不出產抗氧化涂層石墨電極。
(b)涂硼化物
此方法是把石墨制品表面涂一層含硼化物的可碳化液體，其氧化性可大大下降，在820C的停止空氣中實驗標明，未涂層的石墨制品的氧化損耗為100%，而含硼化物涂層的石墨制品的氧化損耗僅1%。此種方法首要運用于制造飛機剎車片等。
(c)涂富鋁紅柱石等
涂層材料含20～70%的富鋁紅柱石(3AI2O32SiO2)、5～14%的硅、5～70%的碳化硅或碳化硼，將涂層噴涂到石墨制品上，通過單調熱處理，涂層即于石墨制品表面結合地很好，能接受嚴峻的熱脹。這種方法首要適用于坩堝、鑄造熔融耐火材料的鑄模、高爐砌塊等。
2、氣相堆積法
熱解炭和熱解石墨具有超卓的耐高溫性和抗蝕性，所以在石墨材料表面通過化學氣相堆積方法堆積必定厚度的熱解炭或熱解石墨，能夠跋涉石墨材料的抗氧化性，可是，純熱解炭涂層最嚴峻的缺點是各向異性大，在實踐運用中簡單掉落。若在熱解炭堆積過程中，其堆積上鑲嵌針狀碳化硅晶體，該晶體的軸向與熱解炭的基面垂直，便可下降熱解炭的各向異性度，增加熱解炭的C軸向的強度，改進其它功用，如脹大性等此外，垂直鑲嵌的針狀碳化硅破壞了熱解炭的層狀結構，然后減少了熱解炭的層掉落。由于硅在氧化時構成二氧化硅，熔融生成保護層，因此．增強了該制品的耐氧化性和耐腐蝕性。可是，由于其本錢過高以及僅適用于小標準制品，因此現在該技術首要運用于航天航空材料等范疇。
3、浸漬法
浸漬法即是用耐氧化物料浸漬石墨材料，減少石墨制品的氣孔率，然后抵達減少碳與氧觸摸表面的目的，跋涉石墨材料的抗氧化性。為了抵達令人滿足的作用，應針對浸漬劑的具體情況，選用不同的浸漬方法
(a)浸磷酸溶液
這種工藝方法簡單易行，制得的石墨制品的耐氧化溫度達760℃或更高。具體方法是把石墨制品浸泡在含磷酸鹽的磷酸溶液中，時刻約10分鐘。然后，將浸泡的制品至少加熱到500°C，約5—10分鐘。經680°C和800°C的氧化實驗標明，經浸泡的石墨制品耐氧化性比沒浸泡的石墨制品顯著增強。
(b)浸硼硅酸玻璃
把硼硅酸玻璃放在浸漬設備中的不銹錒坩堝中，抽真空加熱熔化，放入石墨制品，輸入氨氣堅持必定時刻使熔化的玻璃浸入到石墨制品中。浸漬后的石墨制品比浸漬前的石墨制品功用大有跋涉。其間，抗壓強度增加一倍，抗折強度增加一倍多，氣孔率顯著下降，而電阻率幾乎沒有改動耐氧化性增強，氧化損耗明顯減少。
(c)浸防氧化劑
浸漬劑是防氧化劑，該防氧化劑是一種或兩種以上堿土族金屬無機鹽與一種或兩種磷酸或磷酸鹽組成的混合物在該防氧化混合物中填加少數Si、Ca等金屬鹽組成的導電性輔助劑和穩弧劑，則可制得超卓耐弧性和導電性的電極制品。浸防氧化劑的石墨制品，經700°C的6小時實驗標明，石墨制品表面無氧化現象。
(d)浸金屬鹽
選用耐熔金屬鹽飽和溶液作浸漬劑，浸漬后的石墨制品在高溫加熱前，用氫氧化銨或硫酸氫銨水溶液浸泡石墨制品10分鐘，使堆積在孔中的耐熔金屬鹽轉變為氧化物。然后，在真空或保護氣體中高溫加熱石墨制品，使金屬氧化物轉變為碳化物。此方法可運用于石墨電極的，特別是在操控碳濃度的熔煉條件下。
石墨材料抗氧化處理的方法除以上三種方法外還有混合法和浸涂法。混合法既是在出產石墨制品的過程中，混入耐熔金屬或混入金屬粉浸涂法則是歸納了浸漬法和涂層法長處，極大地縮小了制品與氧的觸摸表面積。當然這種處理方法取決于制品的用途和所運用的處理劑。人工石墨電極一般選用浸漬的方法處理，浸漬溶液的本錢及浸漬處理和相關處理的費用都不很高，因此是跋涉電極質量，增強石墨電極在練習中的抗氧化性的有用的方法。
