溶液浸渍法提高石墨材料抗氧化性能研究

以硼酸盐、磷酸盐和复合盐三种浸渍剂对石墨材料进行了溶液浸渍法研究，研究结果表明：经溶液浸渍法处理的石墨材料氧化失重率降低，石墨抗氧化性能明显提高。溶液浸渍法是改善石墨材料抗氧化性能的有效途径。     

复合碱金属盐溶液浸渍炭阳极抗氧化性能研究

按一定比例配制6种不同的复合碱金属盐浸渍剂溶液,对炭阳极基体进行浸渍,探讨其抗氧化性能。测试了不同浸渍剂浸渍的炭阳极试样及未经浸渍的原试样的氧化度和热性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其组织形貌进行了分析。结果表明:以试剂A为溶剂配制的浸渍剂溶液能够起到很好的抗氧化作用,其中以试剂A、2号Na盐和助剂B组合的浸渍剂效果最好,该浸渍剂浸渍过的炭阳极试样灼烧至800℃氧化度仅为19.7%,失重率也比原试样降低了68%。以硼酸为溶剂配制的复合碱金属盐浸渍剂反而会加剧炭阳极基体的氧化反应速率。试剂A为溶剂配制的复合碱金属盐浸渍剂在炭颗粒表面和空隙间均匀分布,不仅能够延缓氧化反应速度,而且还能提高炭阳极材料剧烈氧化的初始温度。     

普通石墨材料用Al2O3涂层抗氧化性能研究

为了减少石墨材料的高温氧化消耗,以普通石墨电极为例,设计并制备了氧化铝抗氧化涂层。采用氧化失重分析法对有涂层和无涂层石墨电极进行了对比研究,发现有涂层石墨电极的氧化失重率明显低于无涂层石墨电极。同时采用扫描电镜对涂层的形貌进行观察。研究结果表明：自行研制的氧化铝涂层具有很好的高温抗氧化性能。     

磷酸复合盐对炭材料抗氧化性的影响

针对炭材料高温使用时的氧化损耗问题,配制出以磷酸盐为主要成分的复合抗氧化剂,通过对炭材料的沸腾浸渍和热处理后,样品在800℃静态空气中进行高温灼烧,测定样品的氧化失重率。利用SEM、EDS和Raman,对复合磷酸盐的玻璃态保护层的抗氧化机理进行了分析。研究发现:使用多种磷酸盐可以形成更加稳定的复杂体系的网状结构,浸渍后的样品抗氧化性明显好于使用一种磷酸盐的浸渍效果。     

硼酸系复合浸渍增强炭电极抗氧化性能研究

研究了硼酸-硫酸铝-白炭黑复合体系浸渍剂对炭电极材料抗氧化性能的影响。首先用单种不同浓度的浸渍剂(硼酸、硫酸铝和白炭黑)处理碳电极样品,在800℃静态空气下进行氧化失重实验,考察上述浸渍剂的含量对炭电极氧化失重率的影响。结果显示,随着硼酸浓度的增加,炭电极的失重率基本上呈下降趋势,浓度大于4%后减少变弱;随着硫酸铝浓度的增加,炭电极的失重率先减小后增大,浓度为6%最好;随着白炭黑浓度的增加,炭电极的失重率亦先减小后增大,以浓度为1%最佳;然后基于上述结果,进行配方正交实验设计,采用三因素四水平正交设计方案,通过极差计算对正交实验结果进行分析,确定最佳配方为硼酸、硫酸铝、白炭黑配比为5∶4∶1。最后,实验研究了浸渍次数对炭电极材料的抗氧化性能的影响。此外对炭电极抗氧化机理进行初步分析。     

浸渍法提高石墨材料抗氧化性能的研究

用磷酸复合盐浸渍法对石墨材料进行浸渍,研究其抗氧化性.讨论了当浸渍剂中添加不同比例的硼酸盐、碳化硅、二氧化钛等成分后,对提高浸渍效果和增强抗氧化性的影响.结果显示,在磷酸和氢氧化铝的摩尔比为25:1,硼酸盐含量为4%,碳化硅(或二氧化钛)含量为2%的条件下,在石墨表面形成白色的偏铝酸盐硬壳具有良好的抗氧化作用.而不加入硼酸盐的浸渍剂,抗氧化效果明显降低.结果表明,石墨材料经过复合磷酸盐溶液的浸渍和热处理,可在表面形成抗氧化层,增强石墨材料的抗氧化性,延长使用寿命.     

一种中温炭/炭复合材料抗氧化涂层的制备及其性能

制备了一种使用温度约1173K的炭/炭复合材料抗氧化复合涂层,它由磷酸盐过渡层和陶瓷相阻挡层构成。通过与单一陶瓷相涂层的对比试验研究了它的抗氧化机理。涂覆有该复合涂层的炭/炭复合材料试样在空气中1173K下氧化10h的失重为11.25wt%,氧化失重率为9.84×10-5g/cm2·min),而且其氧化失重率随氧化时间延长而降低;4小时内经过30次从1173K至室温急冷急热循环后失重为6.38wt%,涂层基本完好,说明涂层在不超过1173K温度时具有良好的抗氧化性和抗热震性能。该种涂层适合于中温下炭/炭复合材料的抗氧化保护。     

普通石墨材料用Al_2O_3涂层抗氧化性能研究

以普通石墨电极为例,设计并制备了氧化铝高温抗氧化涂层。采用氧化失重分析法对有涂层和无涂层石墨电极进行对比研究,同时采用扫描电镜对涂层的形貌进行观察。研究结果表明,700℃时,无涂层石墨电极的氧化失重率已经是有涂层石墨电极的10.7倍;涂层与石墨基体之间没有形成明显的扩散层。在实际使用过程中,涂层能够很好的阻止氧气向石墨基体表面扩散,大大降低了石墨材料的氧化损耗。     

前驱体浸渍热解法制备C/C-SiC-ZrB_2复合材料及其抗氧化性能研究

以碳化硅前驱体和二硼化锆前驱体的甲苯溶液为浸渍剂,通过对C/C基体进行多次浸渍和热解制备C/C-SiCZr B2复合材料。利用XRD和SEM/EDS对C/C-SiC-Zr B2复合材料的组成和微结构进行了分析和表征,在静态空气气氛中测试了C/C-SiC-Zr B2复合材料的抗氧化性能。研究结果表明,C/C-SiC-Zr B2复合材料在1400℃空气中的抗氧化性能明显优于C/C复合材料,前者氧化1 h后失重率在0.5%左右,3 h后的失重率在9.3%左右,而相同条件下后者的失重率分别为28.5%和77.2%。     

浸渍复合磷酸盐法石墨模具的抗氧化处理

针对热压烧结金刚石工具用石墨模具,采用浸渍复合磷酸盐法进行抗氧化处理,通过氧化腐蚀性能的研究,分析讨论了石墨模具抗氧化处理前后的抗氧化性能等。结果表明：抗氧化处理后的石墨模具,基本保持石墨的电学特性,其抗氧化性和抗压强度有明显提高,700℃下空气中氧化失重率为6％左右的氧化时间从5h提高到80h以上。     

石墨电极氧化性测定方法的研究

一、引言石墨电极主要用于电炉炼钢工业,它在电弧炉的高温氧化气氛中作为导电材料使用。石墨电极的抗氧化性能,直接影响炼钢时电极的消耗,它是反映石墨电极原料和制造工艺的一个综合指标。到目前为止石墨电极的氧化性,国内尚无标准测定方法。因此,我们对石墨电极氧化性测定方法进行了研究,目的是想把氧化性作为石墨电极的一个质量参考指标。二、石墨试样的制取石墨电极的氧化反应性能和电极的原料及孔隙的结构有关。石墨电极是各向异性的,在同一根电极上,由不同部分加工出来的试样     

航空炭刹车副用抗氧化涂层的性能研究

研制了一种以磷酸、磷酸盐、硼化物等为原料的磷酸盐涂料,并对这种涂料的抗氧化性能进行了研究。结果表明：在700℃氧化30h后,涂覆有磷酸盐涂料的涂层试样其氧化失重率仅为1．76％;经过900℃、3min←→室温、2min30次和1100℃、3min←→室温、2min10次连续热震后,涂层试样的氧化失重率为1．97％,氧化速率为1．08×10^-6g·cm^-2·s^-1。SEM观察结果显示氧化后涂层仍然保持完好,没有脱落,说明该涂层与试样的结合性能以及热稳定性能良好,适合作为航空炭刹车副的抗氧化涂料。     

热压烧结金刚石工具用石墨模具抗氧化研究

采用氧化失重实验,对热压烧结金刚石工具用石墨模具的氧化腐蚀性能进行了研究。着重讨论了抗氧化剂组分、总磷酸盐浓度和抗氧化浸渍工艺等因素对石墨模具抗氧化性能的影响。结果表明:以复合磷酸盐为主体,添加金属氟化物和氮化物制备出的抗氧化剂,对石墨模具的抗氧化性和抗压强度有明显提高。当抗氧化剂总磷酸盐浓度大于25%,采用真空加压抗氧化浸渍工艺,对石墨模具的抗氧化效果最好。     

石墨材料的抗氧化

文章介绍了石墨材料的高温使用性能,重点论述了石墨电极材料的高温氧化特点、石墨电极在电炉炼钢中的各类消耗以及石墨材料抗氧化处理方法,并综述了国办外采用浸渍法提高石墨材料抗氧化性能的研究和应用现状。     

ZrO2-SiO2复合涂层/三维碳纤维编织体材料的氧化动力学研究

采用溶胶-浸渍法,在三维碳纤维编织体(简称:RB)的纤维表面涂覆ZrO2-SiO2复合涂层,通过XRD、SEM、等温氧化失重和非等温TG-DSC等手段研究了制备方法对涂层完整性的影响,并对涂层/编织体材料(简称:CB)氧化反应的动力学进行了系统研究。结果表明:采用该方法所得到的涂层均匀完整,与纤维表面结合良好,能显著提高编织体材料的抗氧化性能;等温条件下,材料失重低于70%时,其失重率与氧化时间呈线性关系,反应速率常数随温度的升高而增大,材料失重高于70%时,其失重率与氧化时间呈抛物线关系;非等温条件下,材料的氧化过程呈现自催化特征。     

铝电解用炭素阳极抗氧化涂层的性能研究

采用过渡层、阻挡层、封填层相结合的具有协同作用的涂层结构形式,涂覆在炭素阳极表面以阻止(减少)氧化性气体与碳阳极接触,从而阻止(减少)阳极的消耗。通过对单一涂层结构和功能组合层结构的氧化失重率测试分析以及涂层表面形貌的SEM分析对比结果表明,采用最优配方制备的复合结构涂层阳极,可使氧化损失比裸样(未涂覆抗氧化涂层试样)减少70%左右,抗氧化效果显著。     

SiC改性涂层石墨基体表面抗氧化性能研究

以Si粉和碳粉为包埋粉,通过包埋法在石墨基体材料表面制备了SiC抗氧化涂层,但发现涂层疏松多孔、不连续,导致其氧化防护能力弱,为了提高石墨基体材料的高温抗氧化性,分别在包埋粉中掺杂Cr粉和W粉,对涂层进行改性。结果表明,经Cr粉改性后的涂层致密连续,表面平整,制备涂层后的试样在1650℃下进行2h氧化实验,未掺杂金属粉的试样氧化失重率为0.46%;经Cr粉改性后,试样的氧化失重率为0.08%,涂层抗氧化性得到显著提高。但经W粉改性后的试样,由于W粉的热膨胀系数较大,且改性过程是物理改性导致其氧化失重率达到1.34%。     

两步溶液浸渍法提高石墨材料的高温抗氧化性能

用2种浸渍液采用两步浸渍法对石墨材料进行浸渍处理,以提高其高温抗氧化性能. 浸渍液一的主要组分为MgCl2, Al(OH)3, H3PO4;浸渍液二的主要组分为硼砂、三聚磷酸钠及TiO2. 采用SEM, TG-DTA, XRD分析了浸渍后材料的化学组成、结构及氧化失重. 结果表明,在1150℃空气中氧化1 h,石墨失重率小于10%,其抗氧化性能比未经处理的空白样提高60%. 处理后的石墨在高温作用后其表面结构致密且边缘棱角分明,与空白样有明显区别. 2种浸渍液在高温作用下生成了玻璃聚合体,附着在石墨表面及孔隙中,起到抗氧化作用.     

C/C复合材料SiC-MoSi2-WSi2抗氧化涂层的制备及性能研究

为提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,以聚碳硅烷(PCS)浸渍裂解法和Si,Mo,W粉浆料刷涂反应法在C/C复合材料表面制备SiC-MoSi2-WSi2复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜等分析手段,对涂层的微观形貌、组织结构及物相进行分析研究,优化涂层制备工艺,考察了涂层的高温抗氧化性能,分析了抗氧化机理.制备的SiC-MoSi2-WSi2复合涂层厚度200 μm左右,主要由SiC,MoSi2,WSi2构成.1500℃氧化试验结果表明复合涂层的静态氧化失重率较SiC单层涂层降低50％以上,较大地改善了C/C复合材料的抗氧化性能.     

炭素材料高温氧化防护研究

采用浸渍硼化物进行了防护炭素材料的高温氧化实验。通过氧化失重测试、浸渍物形态及分布测试,分析研究了浸渍后炭素材料性能变化及防氧化效果,并对以Ｂ２ Ｏ３ 为主要成分的硼化物浸渍液防氧化机理进行了探讨。研究结果表明： 在常压下炭素材料浸渍硼化物后可使其氧化起始温度提高到１ １７３ Ｋ , 材料抗折强度提高了５６ ％ , 电阻率降低了５ ．５ ％ ;用此方法处理炼钢用石墨电极可使其消耗降低１２ ％ 左右。