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石墨材料集耐熱性、導(dǎo)電性及耐腐蝕性等于一體，是冶金、電子、原子能工業(yè)和宇航工業(yè)部門(mén)應(yīng)用的重要導(dǎo)電材料和結(jié)構(gòu)材料，可以用來(lái)制作石墨電極、電解陽(yáng)極、鑄模、高溫軸承盒高溫密封材料等。但是它在高溫下容易氧化，石墨的氧化從450℃開(kāi)始，超過(guò)750℃后氧化急劇增加，且隨著溫度的升高而加劇，這就限制了其使用。因此，石墨材料氧化問(wèn)題的研究顯得尤為重要，志盛威華公司已走在防氧化研究前列，ZS-1021石墨涂料技術(shù)。為了降低石墨材料的氧化消耗，世界上許多科學(xué)工作者都開(kāi)展了、添加涂層、改變?cè)吓浔裙に嚨妊芯抗ぷ?，并取得了許多成果，主要是采用浸漬和噴涂的方法使其表面形成保護(hù)層以阻止石墨與氧的高溫反應(yīng)。

本文以石墨電極為例，針對(duì)石墨電極的氧化問(wèn)題，設(shè)計(jì)并制備氧化鋁高溫涂層，采用氧化失重分析法對(duì)有涂層和無(wú)涂層石墨電極進(jìn)行對(duì)比研究。

實(shí)驗(yàn)

1.1  涂層制備

將石墨材料式樣制成￠15mm×10mm，經(jīng)除塵、脫脂等預(yù)處理后干燥備用。將事先制備好的ZS-1021石墨涂料調(diào)整粘度后涂覆于石墨樣品表面，固化、干燥后即可得到性能良好的高溫涂層。

1.2  性能試驗(yàn)

為了方便區(qū)分，將無(wú)涂層石墨材料與有涂層石墨材料式樣分別標(biāo)號(hào)：

1#  無(wú)涂層石墨材料

2#  有涂層石墨材料

（1）將16個(gè)2#式樣與16個(gè)1#式樣分別在室溫、50℃、70℃下充分保溫，完全干燥；

（2）再將這32個(gè)試樣分為8組，每組4個(gè)（2個(gè)1#，2個(gè)2#）分別在120℃保溫30min，200℃保溫30min，然后在60min內(nèi)分別加熱到400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃，并保溫60min。

（3）使高溫處理后的試樣充分冷卻，并稱(chēng)量處理前后的重量差。

1.3  涂層性能與結(jié)構(gòu)檢測(cè)

用精密電子稱(chēng)稱(chēng)量高溫處理后石墨材料的質(zhì)量變化，經(jīng)計(jì)算得到涂層的氧化失重率。

2  結(jié)果與討論

2.1  氧化失重分析

石墨材料在不同溫度高溫處理后的氧化失重率曲線如圖1所示，其所對(duì)應(yīng)的氧化失重率值如下表所示。

1#：沒(méi)有涂刷志盛威華ZS-1021耐高溫防氧化涂料

2#: 已經(jīng)涂刷志盛威華ZS-1021耐高溫防氧化涂料

圖1

表 試樣的氧化失重率

由圖1可見(jiàn)，1#試樣的氧化失重率比2#試樣要快得多。隨著溫度的升高，1#與2#試樣氧化失重率的比值不斷增加，到700℃時(shí)已經(jīng)是2#試樣的10.7倍，此結(jié)果說(shuō)明涂有ZS－1021石墨涂料的石墨材料性能非常好。