石墨抗氧化高温涂料研究分析

ZS-1021石墨抗氧化涂料的抗氧化能力的研究分析

                                   ---------北京志盛威华化工有限公司

研发部

石墨材料集耐热性、导电性及耐腐蚀性等于一体，是冶金、电子、原子能工业和宇航工业部门应用的重要导电材料和结构材料，可以用来制作石墨电极、电解阳极、铸模、高温轴承盒高温密封材料等。但是它在高温下容易氧化，石墨的氧化从450℃开始，超过750℃后氧化急剧增加，且随着温度的升高而加剧，这就限制了其使用。因此，石墨材料氧化问题的研究显得尤为重要，志盛威华公司已走在防氧化研究前列，ZS-1021石墨抗氧化涂料技术世界领先。为了降低石墨材料的氧化消耗，世界上许多科学工作者都开展了抗氧化、添加涂层、改变原料配比工艺等研究工作，并取得了许多成果，主要是采用浸渍和喷涂的方法使其表面形成保护层以阻止石墨与氧的高温反应。

本文以石墨电极为例，针对石墨电极的氧化问题，设计并制备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。

实验

1.1  涂层制备

将石墨材料式样制成￠15mm10mm，经除尘、脱脂等预处理后干燥备用。将事先制备好的zs—1021石墨抗氧化涂料调整粘度后涂覆于石墨样品表面，固化、干燥后即可得到性能良好的高温抗氧化涂层。

1．2  抗氧化性能试验

为了方便区分，将无涂层石墨材料与有涂层石墨材料式样分别标号：

1#  无涂层石墨材料

2#  有涂层石墨材料

（1）    将16个2#式样与16个1#式样分别在室温、50℃、70℃下充分保温，完全干燥；

（2）    再将这32个试样分为8组，每组4个（2个1#，2个2#）分别在120℃保温30min，200℃保温30min，然后在60min内分别加热到400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃，并保温60min。

（3）    使高温处理后的试样充分冷却，并称量处理前后的重量差。

1.3  涂层性能与结构检测

用精密电子称称量高温处理后石墨材料的质量变化，经计算得到涂层的氧化失重率。

2  结果与讨论

2.1  氧化失重分析

石墨材料在不同温度高温处理后的氧化失重率曲线如图1所示，其所对应的氧化失重率值如下表所示。

1#：没有涂刷志盛威华ZS-1021耐高温防氧化涂料

2#: 已经涂刷志盛威华ZS-1021耐高温防氧化涂料

图1

表 试样的氧化失重率

由图1可见，1#试样的氧化失重率比2#试样要快得多。随着温度的升高，1#与2#试样氧化失重率的比值不断增加，到700℃时已经是2#试样的10.7倍，此结果说明涂有ZS－1021石墨抗氧化涂料的石墨材料抗氧化性能非常好。