一、石墨材料的特性及应用
由于石墨材料具有高温强度高、导电传热、抗热震性、耐腐蚀性、润滑性好等优点,它已成为国民经济发展中不可缺少的结构材料、高温材料、导电材料、抗磨材料和功能材料。当前,石墨材料已广泛应用于冶金、化工、电子、电器、机械以及核能和航空航天工业等部门,可作电极、电解阳极、铸模和高温轴承;原子核反应堆中作为中子减速材料和核燃料的表面涂层;在宇航领域,石墨材料 可用于人造卫星天线、航天飞机机壳以及火箭发电机喷管喉衬等部件。
二、石墨材料的高温使用特点
石墨材料的化学性质稳定,因此是一种耐腐蚀材料。但在一定条件下,碳也会和其他物质发生作用,其主要反应有:
在高温下与氧化性气氛或强氧化性酸中发生氧化作用;
在高温下熔解于金属并生成碳化物;
生成石墨层间化合物。
三、石墨材料的抗氧化处理方法
石墨制品在制造过程中,有机碳质原料的热解缩聚,使人造石墨材料形成多孔性,一般气孔率20℃~30℃左右。其中大部分是开口气孔,导致氧化性气体的扩散速度及扩散深度增大,抗氧化性能变差,一般在空气中400℃左右就开始氧化。
防止石墨材料氧化的最主要的措施之一就是减少石墨材料与氧的接触面积,实 质上是用抗氧化的物质覆盖在石墨材料的孔隙或活性中心上,使其表面不直接暴露于空气中。目前,石墨材料的抗氧化方法大致可分为三种:一是表面涂层;二是气相沉积;三是浸渍。
其中浸渍法具有具有设备简单、操作容易、效果显著、经济性好等优点,正日益 受到重视。
四、浸渍法处理石墨材料
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,从而达到减少碳与氧接触表面的目的,提高石墨材料的抗氧化性。
采用液体陶瓷PMS浸渍,浸渍效率高,填充孔隙更充分;设备简单,易操作;得到石墨陶瓷,抗氧化性能大幅提升,且耐磨损性能好。
五、石墨材料浸渍法处理后抗氧化效果
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普通石墨 |
石墨陶瓷 |
氧化损失 |
40% |
见下图 |
初始氧化温度 |
440℃ |
见下图 |
*以上数据为代表值,石墨陶瓷测试数据为同批次石墨测试块陶瓷化和涂层处理后测的。
图石墨陶瓷不同温度下的氧化性取现
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