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效的方法，它可以大大提高石墨材料在氧化环境中的使用温度，一个完整且有效的抗氧化涂层必须具有以下特征。

总结了下，差不多有11个。

1、涂层必须能够有效地阻止氧气向基体材料内部的侵入，还要有低的氧渗透率。

2、涂层材料在高温下应有较低的挥发性。

3、涂层应能阻止基体材料向外扩散，尤其对于含有氧化物的组元更要注意。有些氧化物容易被还原，尤其是在我们碳的背景下又是高温，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。它并不是高温就能炼出来，他有还原剂的，所以这个背景呢，是我们这个碳、石墨做基体，做背景，又是高温一些氧化物更容易被还原，体积小了，遮盖少了。有的变气体挥发啦，这是一个要注意的。

4、涂层与基体材料之间以及涂层之间要有较高的粘结强度。

5、涂层与基体之间以及涂层之间必须要有良好的机械、化学兼容性

6、涂层之间以及涂层与基体之间，在高温下不能反应生成一些不需要的物相。

7、一些涂层不能分解，也不能体积缩小或者膨胀，过分膨胀还是不行，这个涂层不允许缩小，或者讲缩小和膨胀，谁高谁低、谁赖谁好，缩小是最致命的，因为我遮盖不住吧。

8、涂层具有良好的耐腐蚀性及耐潮湿性能。

9、涂层还有自愈合性能。

10、涂层应有较高的使用寿命

11、涂层之间以及涂层与基体材料之间的热膨胀系数以尽可能的相近，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。我们很多工种很多研发啊，人力物力在第11条上面成果困难挫折这个是同时并举的。目前还没有很好的解决，有些单位还是做的不错的，这个满足于我们国家的课题完成任务，但是要达到全面的解决还是有一定困难，还要时间。

由上述可知，仅靠单一的涂层是不能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层的。复合各层之间相互比较，相互弥补，充分发挥各个涂层的优势，达到整体优良的抗氧化剂。

一个完整的涂层体系，有三层。

第一层氧阻挡层。氧阻挡层能阻止氧气向石墨基体材料的内部渗入，是抗氧化储存质量好坏的关键。常用的阻挡材料是SiC和Si3N4等。主要是他们有较低的膨胀系数和良好的抗氧化能力，被认为是最优良的氧阻挡层材料。

第二密封层。为了防止氧气通过外部涂层中的裂纹挤出石墨基体材料，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体积膨胀能够填充整个裂纹。最多的密封层体系是碳化硅、二氧化硅。这个体系效果好，玻璃态的二氧化硅能愈合涂层中的裂纹，因为它在一定的温度下他有这个流动性，这个流动性极其重要，我们很多的这个微孔碳装，一些这个冶炼的一些材料，有时候就有这一类的物相存在，就比其它产品要好。

第三粘结层。通常情况下石墨基体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，为了解决这些问题，通常在涂层之间，涂层与石墨基体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理化学性能。

这个由于石墨材料的热膨胀系数低、极低，目前使用的涂层材料无论是硅质陶瓷涂层还是其他的氧化物陶瓷等等吧。都要大于我们石墨基体的膨胀系数。所以呢，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，这个研究者很多，最后集中在碳化硅。当然有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，其实还有比我们碳化硅性价比更高的抗氧化物相，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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