专利名称：石墨制品防氧化方法
技术领域：
本发明石属于石墨件的高温防氧化方法。适于制作在高温下使用的石墨制品。
目前，采用石墨材料作为加热元件或模具，主要解决的是高温氧化问题。其原因是由于石墨制品在高温时与氧的反应，使石墨制品的表面产生明显的烧损或剥落，导制石墨制品报废，并影响其制作的产品质量。温度愈高，石墨烧损愈快。为了减少烧损，延长石墨制品使用寿命，曾有人用原液水玻璃作为高温件的临时补漏剂，或直接涂于制品表面防烧损，但效果差，难以涂上。在耐火材料生产过程中，也有人试用加入一些有机或无机粘结剂作为抗烧损剂，虽然有一定效果，但使用受到限制，同进也影响到耐火材料的组成和性能(如CN89109698.1，CN87108204.7等)，以上方法的不足之处在于(1)采用有机/无机粘结剂制作石墨及耐火制品时，没有显著改善石墨及耐火件在高温下的烧损问题，与此同时，会影响制品的导电和机械强度等性能;(2)需要一定的设备、技术、工艺复杂、成本高，不易推广。实际上形成了新的石墨牌号。(3)用水玻璃补漏，缺点是愈补愈厚，不仅效果差，外形也不好，也很难涂上。
本发明的目的是提出一种生产制品成本低，产品使用综合性能好的高温石墨制品防氧化的处理方法。
我们都知道石墨的主要成分是碳，在大气中低于400℃下碳与氧是不起反应的，而随温度的升高，碳与氧的反应速度加快，因此在石墨制品表面加附一层抗氧化物质，这样就可以防止碳与氧的直接接触，达到防止或减少氧化的目的。本发明所提出的是一种防止或减少石墨制品在高温下氧化烧损的方法，其具体解决方案是在石墨制品表面涂刷或浸渗一层廉价的防氧化层。从而起到保护石墨制品不致在高温下因碳与氧的剧烈反应而脱落或烧损的作用。本发明方法是采用硅酸盐溶液作为防氧化涂层，硅酸盐用量和溶液浓度是根据石墨制品表面积按10～1000ml/M2的量取硅酸盐溶剂并加水稀释的，即硅酸盐比水应为1∶1～10的范围。石墨制品高温防氧化的制备方法是在石墨制品表面上涂刷或浸渗一层硅酸盐溶液，经加热烘烤，使石墨制品表面涂层的硅酸盐液中的水份挥发掉，在石墨制品表面形成一层硅酸盐或浸渗到石墨制品的表面层孔隙中。该抗氧化层在800℃以下，硅酸盐层可直接阻止碳与空气接触，使制品不氧化，在高于800℃的温度时，硅酸盐开始分解，开成硅的氧化物(二氧化硅)。二氧化硅是一种很难再氧化的物质，仍包覆在碳粒表面，保护碳不再被氧化。而在约2000℃温度时，二氧化硅开始分解，并与碳发生反应，形成一种新的物质-碳化硅，而碳化硅是一种更好的抗氧化材料，对石墨制品同样起到抗氧化作用。在石墨制品表面经涂刷或浸渗一层防氧化层和加热烧烤温度为40～300℃范围内，可以是低温干燥，也可以在炉内烘烤。加热时间，可根据制品形状大小而定，一般石墨制品整体均匀达到设定温度就可以。采用该工艺方法所制备带防氧化层的石墨制品，无论在低温，中温和高温时都具有良好的抗氧化性。
本发明方法与现有技术相比具有以下特点，采用本发明方法所制备的石墨制品具有良好的抗氧化作用，且不影响石墨的固有机械性能，制品的使用寿命至少提高5倍以上，生产不需增加新设备投资，生产工艺简便，原料价格低，生产成本便宜。
实施例采用本发明方法，我们生产了几种不同用途的石墨制品，下表为各种石墨制品的生产方法，抗氧化剂配制浓度，加热温度和与不加抗氧化剂制品的性能对比。通过对比可明显看出由本发明方法所制备的石墨制品防氧化效果优于现有技术，使用寿命提高5倍以上，而且生产方法简单，生产成本便宜。
权利要求
1.一种适用于高温下石墨制品防止或减少氧化的方法，其特征是在石墨制品表面涂刷或浸渗一层硅酸盐防氧化层，经加热烘烤使石墨制品表面形成一层硅酸盐的防氧化层。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于该生产方法是采用硅酸盐溶液作为防氧化涂层，硅酸盐的用量和溶液浓度是根据石墨制品表面积按10～1000ML/M2的量取硅酸盐溶剂并加水稀释，溶液浓度范围是硅酸盐∶水＝1∶1～10。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于石墨制品表面经涂刷或浸渗一层防氧化层和加热烘烤温度为40～300℃温度范围内。
全文摘要
一种适用于在高温下使用的石墨制品防止或减少氧化的方法，其主要原理是在石墨制品表面涂刷或浸渗一层硅酸盐溶液的防氧化层，由于有该氧化层的保护，使石墨制品无论在中温或高温下与氧的反应均起到防止或减少氧化的效果。
文档编号C04B41/50GK1083033SQ93109959
公开日1994年3月2日 申请日期1993年8月21日 优先权日1993年8月21日
发明者张紫电 申请人:冶金工业部钢铁研究总院