一種鋁碳材料的高溫抗氧化涂層研究.pdf

1、碳材料的抗氧化是含碳材料領(lǐng)域研究的重點。本研究采用料漿法制備含碳材料的抗氧化涂層，重點探討了SiO2體系高溫抗氧化涂層的組成，并對其制備方法、形成機(jī)理及其抗氧化效果進(jìn)行系統(tǒng)研究。 本文首先介紹了抗氧化涂層的基本要求、設(shè)計形式及制備方法。詳細(xì)分析了涂層主要成分的性質(zhì)，闡述了各成分的作用。通過大量試驗確立了以粘土、長石、硼粉為涂層的基本組合成分。通過試驗還確定了涂層原料、粘結(jié)劑、水的重量百分比含量，分別為55.5％、33.3％、11

2、.2％。 試驗研究發(fā)現(xiàn)，涂層在形成過程中受到熱膨脹性、主要成份及含量、鋪展性等多種因素影響，尤其以涂層與基體之間的熱膨脹匹配最為重要。本研究通過系統(tǒng)的試驗找到了與含碳材料基體熱膨脹性相匹配、同時具有防氧化功能的材料組成，即在涂層的基本組合成分中加入ZrO2、CeO2、Si，并確立了適宜的配方組成，即粘土、長石、硼粉、氧化鈰、硅粉及二氧化鋯，其含量分別為18％、55.5％、0.75％、0.75％、5％、20％，研究結(jié)果表明這種涂層

3、具有良好的鋪展性和抗氧化性。本文還研究了含碳材料形成抗氧化涂層適宜的升溫曲線、最高燒成溫度及該涂層的抗熱震性等內(nèi)容。 本文重點研究了涂層的抗氧化效果及其影響因素。本研究的主要目標(biāo)是提高含碳材料的使用壽命，試驗結(jié)果表明添加劑種類及含量對抗氧化涂層使用壽命起著重要的作用。涂有該涂層的含碳材料在1500℃，空氣環(huán)境下可連續(xù)抗氧化30h以上，氧化失重小于5％。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，采用本研究的抗氧化涂層可將某鋼廠鋁碳質(zhì)水口的使用壽命從10h