專利名稱：石墨電極抗氧化涂層及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨電極抗氧化涂層及制備工藝。
背景技術(shù)：
石墨電極被廣泛用作為冶煉各種合金鋼、鐵合金、工業(yè)硅和黃磷以及有色金屬和稀有金屬的電極材料，但是石墨電極很容易被氧化。對石墨電極采取表面涂層處理的方法，即在石墨電極表面涂上一層比較薄的涂層材料，以消除石墨電極中孔隙和活性顆粒與氧、電解質(zhì)接觸的機會，從而達到延長其使用壽命的目的。常用的石墨電極抗氧化涂層的制備方法主要有浸漬法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、等離子噴涂法、溶膠-凝膠法(Sol-Gel)。但是涂層電極的CVD法、等離子噴涂法和溶膠-凝膠法，由于它們工藝復(fù)雜，設(shè)備要求高，周期長，從而導(dǎo)致成本高，僅能作為實驗研究參考或者作為特殊情況下使用，不適合電解工業(yè)中的石墨電極。浸漬電極抗氧化的效果不如涂層電極的抗氧化效果。張元圣，孫桂春的發(fā)明專利“石墨電極防氧化涂料(89109698.1)”要求原料復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種石墨電極抗氧化涂層，它可延長石墨電極的使用壽命。
本發(fā)明的另一個目的是提供石墨電極抗氧化涂層的制備工藝。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，其制備工藝過程可分為兩部分基體的制備與涂料的配制和加涂。
1基體的制備基體的制備主要是去除基體上所有的污垢、油脂、氧化層及其他雜質(zhì)，使涂料與基體直接接觸；另外把基體加工成粗糙的表面，這樣可幫助涂層與基體更好地結(jié)合在一起。
2涂料的配制和加涂本發(fā)明高溫抗氧化涂層所選用原材料成分是硼酸、SiO2和水玻璃。其原材料重量比例硼酸∶水玻璃∶二氧化碳為3∶1∶2.2-2.4，SiO2可以用普通廢棄玻璃粉碎后代替。制備方法和控制涂層熱處理的溫度曲線非常重要。加涂的涂層需經(jīng)陰干及烘干后再進行高溫熔燒。
工藝路線原料按硼酸∶水玻璃∶二氧化硅為3∶1∶2.2-2.4比例配好，然后研磨到200-300目，均勻混合，配成具有一定粘度的油漆狀漿料。放置24小時后，在30-50℃下用刷涂將涂料涂于試樣上。涂層厚度以1mm為宜。涂層太厚，不易干燥，易開裂、脫落；太薄，有氣孔，易漏氣，達不到保護電極的目的。電極涂敷涂層以后，于室溫下陰干，24小時后加熱，緩慢升溫。涂層的干燥是電極涂層工藝技術(shù)的關(guān)鍵，決定涂層的質(zhì)量，要求升溫較慢，以利于水分蒸發(fā)。烘干溫度在80-100℃時，涂敷效果最好。于120℃下保溫30min，500℃下保溫0.5h，升溫至850℃，保溫1h后取出，電極就可以使用了，使用溫度為800-1200℃。使用本發(fā)明的硼玻璃涂層后，可延長石墨電極的使用壽命。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)可延長石墨電極的使用壽命；(2)原料易得，價格便宜，生產(chǎn)成本低；(3)工藝簡單，設(shè)備要求簡陋.
具體實施例方式
本發(fā)明的制備工藝過程可分為兩部分基體的制備與涂料的配制和加涂。
1基體的制備基體的制備主要是去除基體上所有的污垢、油脂、氧化層及其他雜質(zhì)，使涂料與基體直接接觸；另外把基體加工成粗糙的表面，這樣可幫助涂層與基體更好地結(jié)合在一起。
2涂料的配制和加涂本發(fā)明高溫抗氧化涂層所選用原材料成分是硼酸、SiO2和水玻璃。其原材料重量比例硼酸∶水玻璃∶二氧化碳為3∶1∶2-2.4，SiO2可以用普通廢棄玻璃粉碎后代替。制備方法和控制涂層熱處理的溫度曲線非常重要。加涂的涂層需經(jīng)陰干及烘干后再進行高溫熔燒。
工藝路線原料按硼酸∶水玻璃∶二氧化硅為3∶1∶2.2-2.4比例配好，然后研磨到200-300目，均勻混合，配成具有一定粘度的油漆狀漿料。放置24小時后，在30-50℃下用刷涂將涂料涂于試樣上。涂層厚度以1mm為宜。涂層太厚，不易干燥，易開裂、脫落；太薄，有氣孔，易漏氣，達不到保護電極的目的。電極涂敷涂層以后，于室溫下陰干，24小時后加熱，緩慢升溫。涂層的干燥是電極涂層工藝技術(shù)的關(guān)鍵，決定涂層的質(zhì)量，要求升溫較慢，以利于水分蒸發(fā)。烘干溫度在80-100℃時，涂敷效果最好。于120℃下保溫30min，500℃下保溫0.5h，升溫至850℃，保溫1h后取出，電極就可以使用了，使用溫度為800-1200℃。如果使用本發(fā)明的硼玻璃涂層后，則可延長石墨電極的壽命。
權(quán)利要求
1.一種石墨電極抗氧化涂層，其特征在于它由下列重量比原材料組成硼酸∶水玻璃∶二氧化硅為3∶1∶2.2-2.4。
2.一種權(quán)利要求1所述的石墨電極抗氧化涂層的制備方法，其特征在于制備工藝如下原料按硼酸∶水玻璃∶二氧化硅為3∶1∶2.2-2.4比例配好，然后研磨到200-300目，均勻混合，配成具有一定粘度的油漆狀漿料，放置24小時后，在30-50℃下用刷涂將涂料涂于試樣上，涂層厚度以1mm為宜，電極涂敷涂層以后，于室溫下陰干，24小時后加熱，緩慢升溫，以利于水分蒸發(fā)，烘干溫度在80-100℃時，涂敷效果最好，于120℃下保溫30min，500℃下保溫0.5h，升溫至850℃，保溫1h后取出，電極就可以使用了，使用溫度為800-1200℃。
全文摘要
一種石墨電極抗氧化涂層及制備工藝，其工藝路線為原料按硼酸∶水玻璃∶二氧化硅為3∶1∶2.2－2.4比例(重量比)配好，研磨到200－300目，均勻混合，配成具有一定粘度的油漆狀漿料。在30－50℃將涂料涂于電極上。于室溫下陰干，24小時后加熱，緩慢升溫，烘干溫度在80－100℃。120℃下保溫30min，500℃下保溫0.5h，升溫至850℃，保溫1h后取出。
文檔編號H05B7/085GK101052252SQ20071005212
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者曾桂生 申請人:南昌航空大學(xué)