提高石墨材料抗氧化性涂层法的特征

高温抗氧化涂层是改善石墨材料抗氧化剂非常有(yǒu)效的方法，它可(kě)以大大提高石墨材料在氧化环境中的使用(yòng)温度，一个完整且有(yǒu)效的抗氧化涂层必须具有(yǒu)以下特征。

总结了下，差不多(duō)有(yǒu)11个。

1、涂层必须能(néng)够有(yǒu)效地阻止氧气向基體(tǐ)材料内部的侵入，还要有(yǒu)低的氧渗透率。

2、涂层材料在高温下应有(yǒu)较低的挥发性。

3、涂层应能(néng)阻止基體(tǐ)材料向外扩散，尤其对于含有(yǒu)氧化物(wù)的组元更要注意。有(yǒu)些氧化物(wù)容易被还原，尤其是在我们碳的背景下又(yòu)是高温，碳是一个强力的、强大的还原剂，我们这个炼铁，炼金属硅等等，主要是碳素还原剂。它并不是高温就能(néng)炼出来，他(tā)有(yǒu)还原剂的，所以这个背景呢(ne)，是我们这个碳、石墨做基體(tǐ)，做背景，又(yòu)是高温一些氧化物(wù)更容易被还原，體(tǐ)积小(xiǎo)了，遮盖少了。有(yǒu)的变气體(tǐ)挥发啦，这是一个要注意的。

4、涂层与基體(tǐ)材料之间以及涂层之间要有(yǒu)较高的粘结强度。

5、涂层与基體(tǐ)之间以及涂层之间必须要有(yǒu)良好的机械、化學(xué)兼容性

6、涂层之间以及涂层与基體(tǐ)之间，在高温下不能(néng)反应生成一些不需要的物(wù)相。

7、一些涂层不能(néng)分(fēn)解，也不能(néng)體(tǐ)积缩小(xiǎo)或者膨胀，过分(fēn)膨胀还是不行，这个涂层不允许缩小(xiǎo)，或者讲缩小(xiǎo)和膨胀，谁高谁低、谁赖谁好，缩小(xiǎo)是最致命的，因為(wèi)我遮盖不住吧。

8、涂层具有(yǒu)良好的耐腐蚀性及耐潮湿性能(néng)。

9、涂层还有(yǒu)自愈合性能(néng)。

10、涂层应有(yǒu)较高的使用(yòng)寿命

11、涂层之间以及涂层与基體(tǐ)材料之间的热膨胀系数以尽可(kě)能(néng)的相近，防止高温下产生较大的热应力使发生裂纹失效或者降效。最关键的是第11条。我们很(hěn)多(duō)工种很(hěn)多(duō)研发啊，人力物(wù)力在第11条上面成果困难挫折这个是同时并举的。目前还没有(yǒu)很(hěn)好的解决，有(yǒu)些单位还是做的不错的，这个满足于我们國(guó)家的课题完成任務(wù)，但是要达到全面的解决还是有(yǒu)一定困难，还要时间。

由上述可(kě)知，仅靠单一的涂层是不能(néng)满足石墨材料的高温抗氧化性的，通常情况下抗氧化涂层是一个多(duō)层的。复合各层之间相互比较，相互弥补，充分(fēn)发挥各个涂层的优势，达到整體(tǐ)优良的抗氧化剂。

一个完整的涂层體(tǐ)系，有(yǒu)三层。

第一层氧阻挡层。氧阻挡层能(néng)阻止氧气向石墨基體(tǐ)材料的内部渗入，是抗氧化储存质量好坏的关键。常用(yòng)的阻挡材料是SiC和Si3N4等。主要是他(tā)们有(yǒu)较低的膨胀系数和良好的抗氧化能(néng)力，被认為(wèi)是最优良的氧阻挡层材料。

第二密封层。為(wèi)了防止氧气通过外部涂层中的裂纹挤出石墨基體(tǐ)材料，通常都在外涂层的内部加一层玻璃态的密封层，当然去通过裂纹接触密封层时，密封层迅速氧化同时发生體(tǐ)积膨胀能(néng)够填充整个裂纹。最多(duō)的密封层體(tǐ)系是碳化硅、二氧化硅。这个體(tǐ)系效果好，玻璃态的二氧化硅能(néng)愈合涂层中的裂纹，因為(wèi)它在一定的温度下他(tā)有(yǒu)这个流动性，这个流动性极其重要，我们很(hěn)多(duō)的这个微孔碳装，一些这个冶炼的一些材料，有(yǒu)时候就有(yǒu)这一类的物(wù)相存在，就比其它产品要好。

第三粘结层。通常情况下石墨基體(tǐ)材料和涂层材料之间，由于热膨胀系数的不匹配导致涂层内部出现裂纹，导致涂层破坏降低石墨材料抗氧化性，為(wèi)了解决这些问题，通常在涂层之间，涂层与石墨基體(tǐ)之间添加一层粘结层。还是这种粘剂层主要是我们SiC和Si3N4。选择粘剂层时要综合考虑涂层材料和石墨材料热膨胀系数其物(wù)理(lǐ)化學(xué)性能(néng)。

这个由于石墨材料的热膨胀系数低、极低，目前使用(yòng)的涂层材料无论是硅质陶瓷涂层还是其他(tā)的氧化物(wù)陶瓷等等吧。都要大于我们石墨基體(tǐ)的膨胀系数。所以呢(ne)，要解决石墨材料的高温抗氧化问题，应首先解决涂层材料与石墨材料热膨胀系数的匹配性。

说一句，这个研究者很(hěn)多(duō)，最后集中在碳化硅。当然有(yǒu)碳化硅的高温抗氧化性，其实最关键的是它和我们石墨材料的这个热膨胀系数非常接近，其实还有(yǒu)比我们碳化硅性价比更高的抗氧化物(wù)相，但是屡试屡败，就是还是集中于碳化硅，关键问题还是膨胀系数匹配。

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