[发明专利]具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法

说明书

本发明公开一种具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法，包括先对石墨基片的表面采用等离子法喷镀具有较高导电性的科琴黑涂层，其能够有效增加石墨片的导电性，而再次喷镀的抗氧性极佳的致密碳化硼涂层，其熔点高达2350℃，从而确保在热应力高达约2000℃条件下碳化硼涂层的气密性，使得氧的渗透不可能发生，而且若石墨片受热时，也不会有大面积的涂层从石墨片上脱落下来；因此，本发明通过在石墨基片的表面依次喷镀科琴黑涂层和碳化硼涂层，使得石墨片具有较高的导电性和氧化稳定性，从而有效延长石墨片的使用寿命，降低石墨片的使用成本。

技术领域

本发明涉及石墨片技术领域，尤其涉及一种具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法。

背景技术

目前，根据常规方法得到的石墨片都散布着大量气孔，气孔的比例量约为成形制品体积的1/4。这些气孔在石墨片以后的使用期间是非常不受欢迎的，因为这些气孔会加速石墨片的耗损，这是由于整个石墨片被氧化的结果，而所述的氧化又通过气孔而加速进行，因此显著地降低这些成形制品的使用寿命。

在高温环境下，石墨片的这种耗损尤其明显，由于碳和大气中的氧，在500℃或更高温度发生反应而可以观察到，这种耗损可高达石墨片体积的70％，这对石墨片使用的经济性有不利的影响，因为实际上只有大约30％的石墨片得到有效利用。

因此，长期以来人们曾试图研制出成功减少气孔量的方法，这不仅可以改善石墨片的密度，强度和导电性，而且尤其可以改善其氧化稳定性，降低石墨片水平方向的耗损，从而提高石墨片的使用寿命，降低石墨片的使用成本。

已知方法之一是在真空下或在压力下，用石油沥青或煤焦油沥青的沥青浸渍的方法。为了密封气孔，多数情况用合成树脂，这些合成树脂硬化后，一般是抗腐蚀的，然而，由于石墨片一般是在高温下使用，而合成树脂在此条件下会迅速燃掉，于是气孔就再次暴露。

已知方法之二是在石墨片表面涂敷保护层的方法，保护层可以用磷酸、磷酸盐或硼酸盐浸渍或涂刷成形的石墨制品而得。然而，所有这些保护层皆不导电，因此不能通过该保护层供电。

此外，由于纯碳的膨胀系数非常低，大约为0，而各种涂层通常都有不同于它的热膨胀系数。因此，成形制品与涂层在受热时，表现出不同的膨胀状况，其实际结果是，在热应力情况下，涂层中会发生龟裂，而且由于氧渗入到层内，结果涂层的大面积剥落便几乎不可避免。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法，包括如下步骤:

步骤1)、取一石墨基片，对其表面进行喷砂处理；

步骤2)、将经过喷砂处理的石墨基片放进装有等离子体装置的真空处理室中，并将该室抽真空至压力大小为10^-3～10^-4mPa；

步骤3)、将粒径大小在40～100μm范围的科琴黑粉末，在真空下进行脱气和干燥；

步骤4)、将粒径大小在1～50μm范围的碳化硼粉末，在真空下进行脱气和干燥；

步骤5)、在真空处理室内，在50～250mPa的压力调节范围中，用等离子体装置中的等离子流，将步骤3)的科琴黑粉末喷镀到石墨基片的表面，并使科琴黑涂层厚度至少为0.1mm；

步骤6)、在真空处理室内，在100～300mPa的压力调节范围中，用等离子体装置中的等离子流，将步骤4)的碳化硼粉末喷镀到步骤5)处理后的科琴黑涂层的表面以形成致密的碳化硼涂层，并使碳化硼涂层厚度至少为0.2mm；