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提高石墨材料抗氧化性涂層法的特征

高溫抗氧化涂層是改善石墨材料抗氧化劑非常有效的方法，它可以大大提高石墨材料在氧化環境中的使用溫度，一個完整且有效的抗氧化涂層必須具有以下特征。

總結了下，差不多有11個。

1、涂層必須能夠有效地阻止氧氣向基體材料內部的侵入，還要有低的氧滲透率。

2、涂層材料在高溫下應有較低的揮發性。

3、涂層應能阻止基體材料向外擴散，尤其對于含有氧化物的組元更要注意。有些氧化物容易被還原，尤其是在我們碳的背景下又是高溫，碳是一個強力的、強大的還原劑，我們這個煉鐵，煉金屬硅等等，主要是碳素還原劑。它并不是高溫就能煉出來，他有還原劑的，所以這個背景呢，是我們這個碳、石墨做基體，做背景，又是高溫一些氧化物更容易被還原，體積小了，遮蓋少了。有的變氣體揮發啦，這是一個要注意的。

4、涂層與基體材料之間以及涂層之間要有較高的粘結強度。

5、涂層與基體之間以及涂層之間必須要有良好的機械、化學兼容性

6、涂層之間以及涂層與基體之間，在高溫下不能反應生成一些不需要的物相。

7、一些涂層不能分解，也不能體積縮小或者膨脹，過分膨脹還是不行，這個涂層不允許縮小，或者講縮小和膨脹，誰高誰低、誰賴誰好，縮小是最致命的，因為我遮蓋不住吧。

8、涂層具有良好的耐腐蝕性及耐潮濕性能。

9、涂層還有自愈合性能。

10、涂層應有較高的使用壽命

11、涂層之間以及涂層與基體材料之間的熱膨脹系數以盡可能的相近，防止高溫下產生較大的熱應力使發生裂紋失效或者降效。最關鍵的是第11條。我們很多工種很多研發啊，人力物力在第11條上面成果困難挫折這個是同時并舉的。目前還沒有很好的解決，有些單位還是做的不錯的，這個滿足于我們國家的課題完成任務，但是要達到全面的解決還是有一定困難，還要時間。

由上述可知，僅靠單一的涂層是不能滿足石墨材料的高溫抗氧化性的，通常情況下抗氧化涂層是一個多層的。復合各層之間相互比較，相互彌補，充分發揮各個涂層的優勢，達到整體優良的抗氧化劑。

一個完整的涂層體系，有三層。

第一層氧阻擋層。氧阻擋層能阻止氧氣向石墨基體材料的內部滲入，是抗氧化儲存質量好壞的關鍵。常用的阻擋材料是SiC和Si3N4等。主要是他們有較低的膨脹系數和良好的抗氧化能力，被認為是最優良的氧阻擋層材料。

第二密封層。為了防止氧氣通過外部涂層中的裂紋擠出石墨基體材料，通常都在外涂層的內部加一層玻璃態的密封層，當然去通過裂紋接觸密封層時，密封層迅速氧化同時發生體積膨脹能夠填充整個裂紋。最多的密封層體系是碳化硅、二氧化硅。這個體系效果好，玻璃態的二氧化硅能愈合涂層中的裂紋，因為它在一定的溫度下他有這個流動性，這個流動性極其重要，我們很多的這個微孔碳裝，一些這個冶煉的一些材料，有時候就有這一類的物相存在，就比其它產品要好。

第三粘結層。通常情況下石墨基體材料和涂層材料之間，由于熱膨脹系數的不匹配導致涂層內部出現裂紋，導致涂層破壞降低石墨材料抗氧化性，為了解決這些問題，通常在涂層之間，涂層與石墨基體之間添加一層粘結層。還是這種粘劑層主要是我們SiC和Si3N4。選擇粘劑層時要綜合考慮涂層材料和石墨材料熱膨脹系數其物理化學性能。

這個由于石墨材料的熱膨脹系數低、極低，目前使用的涂層材料無論是硅質陶瓷涂層還是其他的氧化物陶瓷等等吧。都要大于我們石墨基體的膨脹系數。所以呢，要解決石墨材料的高溫抗氧化問題，應首先解決涂層材料與石墨材料熱膨脹系數的匹配性。

說一句，這個研究者很多，最后集中在碳化硅。當然有碳化硅的高溫抗氧化性，其實最關鍵的是它和我們石墨材料的這個熱膨脹系數非常接近，其實還有比我們碳化硅性價比更高的抗氧化物相，但是屢試屢敗，就是還是集中于碳化硅，關鍵問題還是膨脹系數匹配。

本文出自深圳市石金科技股份有限公司，公司是集銷售、應用開發，產品加工的石墨專業廠家，專門為模具行業、機械行業、真空熱處理爐、電子半導體及太陽能光伏（石墨舟）產業等提供石墨材料、石墨電極和相關的石墨制品，歡迎致電13662687390