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。     

硼酸复合盐对人造石墨电极的抗氧化性能影响研究

针对人造石墨电极使用时的氧化损耗问题,配制出以硼酸盐为主要抗氧化成分的复合抗氧化剂,通过对石墨电极材料的常压浸渍和热处理后,浸渍样品在静态空气中不同温度下经过2 h高温灼烧,测定样品的氧化失重率。研究发现,经过浸渍处理的石墨样品在900℃的抗氧化失重率低于1.8%。利用SEM观察浸渍试样和未浸渍试样的表面形貌,对复合硼酸盐的玻璃态涂层的抗氧化机理进行了分析。     

Cf/SiC 复合材料的 ZrB2-SiC/SiC 超高温陶瓷涂层研究

采用两步包埋法在Cf/SiC复合材料表面制备了Zr B_2-SiC/SiC超高温陶瓷涂层。借助SEM、XRD对涂层的微观结构及物相组成进行了分析研究,并进行了高温静态氧化和热震测试。研究表明,1500°C氧化5 h后,涂层表面覆盖有平整的玻璃相氧化层,氧化失重率为6.4%;热震测试10次后涂层的氧化失重率为14%。Zr B_2-SiC/SiC涂层能有效提高Cf/SiC复合材料的高温抗氧化性能。     

低碳合金钢热锻成形抗氧化涂料制备与研究

文章研制一种以二氧化硅、氧化铝为主要原料的高温抗氧化涂料。通过金相分析,能谱分析仪等测试方法,研究不同温度的氧化失重、截面形貌和元素分布。实验结果表明,涂层在700℃开始逐渐软化,但涂层的抗氧化效果不是十分明显,当温度达900℃时,涂层已经烧结,并出现一些液相,涂层的抗氧化效果明显增强。     

射频法涂层碳纤维的高温氧化性

国内外为提高碳纤维的高温氧化性，采用化学气相沉积法在碳纤维表面涂覆抗氧化涂层技术已广泛应用。本文采用低温射频法对碳纤维涂覆碳化硅涂层，并对涂层碳纤维进行800℃高温抗氧化性研究。热重分析发现，此种涂层碳纤维具有一定的抗氧化性，其氧化失重与时间和温度呈现抛物线规律变化。利用电子探针及透射电镜研究发现，涂层的表面致密化程度和界面结合情况是影响其抗氧化性的关键因素。     

石墨电极高温抗氧化技术研究现状

概述石墨电极抗氧化技术的研究现状，重点介绍选择抗氧化涂层体系的要求及涂层制备方法，包括包埋浸渗法、化学气相沉积法、等离子喷涂法及溶胶一凝胶法。展望了石墨电极材料高温抗氧化涂层研究的方向。     

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。     

C/C复合材料抗氧化耐高温SiC陶瓷涂层的研究

采用高温反应法和PVD法在SiC工业合成炉内制备了C/C复合材料耐高温抗氧化SiC陶瓷涂层.用XRD、SEM对其物相组成和显微结构进行了表征与分析,讨论了涂层的形成机理,并研究了其高温氧化性能.研究结果表明,所制备的陶瓷涂层主要由α-SiCβ-SiC组成,晶粒发育完整,涂层表面致密、无裂纹,且与碳基体结合紧密,涂层厚度约600μm,涂层抗氧化性良好,在1500℃空气中氧化10h失重约为0.3%.     

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.     

中间相沥青基碳纤维表面TaC涂层的研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在中间相沥青基碳纤维的表面制备了碳化钽(TaC)涂层。运用FTIR对钽溶胶、凝胶的特征基团进行了分析,借助X射线衍射、扫描电镜分析TaC涂层纤维的物相组成和微观结构,并利用热失重研究了涂层对碳纤维抗氧化性能的影响。研究结果表明,经过二次涂层,1600℃热处理后,碳纤维表面的TaC涂层均匀致密,无明显孔洞,呈连续的层状结构,涂层厚度约为150nm,且涂层中存在大面积的白色TaC颗粒。研究结果还表明,二次涂层后碳纤维起始氧化温度比无涂层碳纤维提高了250℃,且纤维在800℃以下几乎没有明显的失重,氧化终止温度也提高到870℃,该涂层提高了碳纤维的抗氧化性能。     

莫来石结合碳化硅高温吸热陶瓷抗氧化性能的研究

以碳化硅及合成莫来石微粉为主要原料,制备了用于非真空太阳能吸热管的莫来石结合碳化硅高温陶瓷涂层。针对碳化硅基材料高温氧化问题,测定了样品的烧成增重率及亮度并结合XRD、SEM研究了莫来石结合碳化硅陶瓷的抗氧化性能。结果表明,莫来石添加量为20%,经1 380℃烧成样品的抗氧化性最好,其增重率为7.49%,亮度值为46.61。XRD分析烧结体主晶相为碳化硅(α-SiC)和莫来石(3Al2O3.2SiO2),并含有少量的方石英(SiO2),莫来石作为结合相在碳化硅晶粒周围形成"骨架",与SiO2玻璃相形成三围的网状保护层包裹在碳化硅表面,阻止碳化硅氧化。     

Effect of silicon/graphite ratio and temperature on oxidation protective properties of SiC/ZrB2–SiC coatings prepared by pack cementation

To investigate the silicon/graphite ratio and temperature on preparation and properties of ZrB₂–SiC coatings, ZrB₂, silicon, and graphite powders were used as pack powders to prepare ZrB₂–SiC coatings on SiC coated graphite samples at different temperatures by pack cementation method. The composition, microstructure, thermal shock, and oxidation resistance of these coatings were characterized and assessed. High silicon/graphite ratio (in this case, 2) did not guarantee higher coating density, instead could be harmful to coating formation and led to the lump of pack powders, especially at temperatures of 2100 and 2200 °C. But residual silicon in the coating is beneficial for high density and oxidation protection ability. The SiC/ZrB₂–SiC (ZS50-2) coating prepared at 2000 °C showed excellent oxidation protective ability, owing to the residual silicon in the coating and dense coating structure. The weight loss of ZS50-2 after 15 thermal shocks between 1500 °C and room temperature, and oxidation for 19 h at 1500 °C are 6.5% and 2.9%, respectively.     

炭／炭复合材料SiC／Mo（Six，Al1-x）2涂层形成机理与抗高温氧化性能

采用高温包渗技术在炭／炭复合材料表面制备了SiC／Mo（Six,Al1-x）2复合涂层,采用两步反应法研究了复合涂层的生成机理。发现复合涂层是由Si、Al2O3、SiC、MoSi2原始粉末材料与基体炭材料经过复杂化学反应生成的SiC、Mo（SixAl1-x）2以及微量Mo4．8Si3C0．6固溶体组成。在较低温度下（〈1750℃）,单质硅与基体碳的液-固相反应,经过2小时后可以在炭／炭复合材料表面和内部孔隙表面生成致密的SiC过渡涂层;在较高温度下（≤2000℃）,SiC、Al2O3和MoSi2间的反应较为复杂,其主要过程为SiC与Al2O3间生成液体硅、液体铝和气态SiO、Al2O的多相反应,该反应生成的液体铝能够与MoSi2颗粒发生置换反应,生成熔点降低的Mo（Six,Al1-x）2转移涂层;同时,生成的液体硅与CO反应生成晶须状β—SiC,并与Mo（Six,Al1-x）2形成增强型复合涂层。本文还研究了过量单质Si和SiC对Mo（Six,Al1-x）2的还原反应,化学反应推论与实验结果相吻合。以新提出的涂层生成机理为指导,以粉末原料质量组成为Si10％,Al2O3 10％,SiC54％和MoSi226％时所制得了致密并且无粘结的复合涂层材料,并研究了封孔处理后复合材料的抗氧化性能。     

Antioxidant Coating of SEN for Thin Slab Con-casting

The SEN for thin slab con-casting is easy to break and damage because of the oxidation during preheating and application. The enamel coating material is generally applied on the surface of SEN to avoid the oxidation. The coating material with born glass and silicon as main starting materials and silica sol as binder was studied. ZrO2 - C and Al2O3 - C materials containing 15% carbon were isostatic pressed, and heated at 600 ℃ , 900 ℃ , 1 200 ℃ , 1 500 ℃ for 2 h, respectively. The results show that the coating material with 70% of boron glass and 30% of silicon bonded by silica sol can form denser protection layer in the above mentioned materials at the range of 600 -1 500 ℃. The oxidation area ratio and weight loss ratio with the coating are much lower than those without the coating.     

双相铝硅凝胶Al2O3／SiO2比对莫来石陶瓷显微结构的影响

对具有不同Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ３比的双相铝硅凝胶的烧结行为及陶瓷材料的显微结构进行了研究，结果表明，少量液相的存在对先驱粉末的致密率和材料显微结构有显著的影响。富硅莫来石先驱粉末成型体能在较低的温度下常压烧结，相对密度高达９８％以上，试样有柱状莫来石晶粒存在。     

二硼化钛陶瓷在不同温度下的氧化行为

采用静态氧化法对不同温度下TiB2陶瓷的氧化行为进行研究,利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线光电子能谱仪对氧化前后的样品进行表征.结果表明:低温下TiB2陶瓷氧化动力学满足抛物线规律,并在表面形成液相B203,阻止氧化反应的进一步进行,冷却后B2O3以玻璃态覆盖在表面.高温下TiB2氧化反应在4h前满足抛物线规律,表面形成一层TiO2多孔结构;氧化4h后,随着氧扩散距离的延长,扩散阻力加大,从而使氧化速率降低,氧化反应不再满足抛物线规律.     

Effect of Treated Graphite on Properties of Al_2O_3-SiC-C Castables

Al2O3-SiC-C castables with 2% pitch or 2%,4% and 6% treated graphite,respectively,were prepared based on the basic formulation of traditional Al2O3-SiC-C castables. The flowability of castables,and bulk density,volume stability,strength,oxidation resistance and slag resistance of specimens fired at 110 ℃,1 100 ℃ and 1 500 ℃ respectively were comparatively studied. The results showed that:(1) With carbon source changing from pitch to treated graphite and the increase of treated graphite addition,water additi...     

铝锆碳质转炉挡渣闸阀开发与应用

主要研究了膨胀石墨含量对低碳铝碳耐火材料的显微结构,力学性能和抗热震性的影响;在此基础上选择合适含量的膨胀石墨引入铝锆碳质转炉挡渣闸阀中,考察了转炉挡渣闸阀的现场服役行为.结果表明:膨胀石墨引入铝碳耐火材料中有助于促进碳化硅晶须的生长;正是由于碳化硅晶须以及膨胀石墨自身的强韧化作用,铝碳耐火材料热震后的残余强度由空白样的4.87 MPa提高至9.31 MPa,残余强度保持率由38%提高至54%.工业试验结果显示引入0.5wt%膨胀石墨的铝锆碳质转炉挡渣闸阀的平均使用寿命较传统滑板提高0.77次.     

陶瓷涂层三明治板的抗热震性

采用解析法研究了第3类边界条件下双面陶瓷涂层三明治板的瞬态温度场及瞬态热应力场.对不同Biot模数的热冲击过程中,Al2O3涂层/硬质合金(WC-8%Co,质量分数)基体/Al2O3涂层三明治板的瞬态热应力进行了数值计算.分析了涂层/基体厚度比、涂层与基体热-物理性能匹配对陶瓷涂层三明治板表面热应力峰值的影响.结果表明:陶瓷涂层三明治板的基体的热导率、线膨胀系数和弹性模量应高于涂层,这样可以降低其表面热应力,获得高抗热震性陶瓷涂层三明治板.此外,涂层厚度应尽可能小,以利于改善涂层的抗热震性.