[发明专利]一种耐高温氧化石墨制品的处理工艺

说明书

本发明公开了一种耐高温氧化石墨制品的处理工艺，设计石墨材料制备技术领域，包括以下步骤：S1、清洗、烘干；S2、一次浸渍：将烘干后的石墨制品放入反应釜中，向反应釜中加入浸渍液一，将反应釜温度控制为140‑160℃，压力控制为0.35‑0.45MPa，浸渍3.5‑4.5h；S3、二次浸渍：将反应釜中的浸渍液一排出，并向反应釜中加入浸渍液二，控制反应釜的温度为145‑155℃，压力为0.35‑0.45MPa，浸渍3.5‑4.5h；S4、烘干、冷却。本发明的耐高温氧化石墨制品的处理工艺具有使石墨制品的抗氧化效果好，且抗氧化温度高的优点。

技术领域

本发明涉及石墨材料制备技术领域，更具体地说，它涉及一种耐高温氧化石墨制品的处理工艺。

背景技术

石墨材料具有耐高温、良好的导电导热、抗热震性、耐腐蚀以及合适的自我润滑性等特点，使得它的使用范围比较广泛，比如石墨电极、石墨碳套以及密封器件等，但是石墨在高温应用中存在一个很突出的缺点，即高温时易氧化，石墨氧化后生成CO和CO₂气体，两种气体很快逸散，使得石墨体积减少，形成多孔性，一般气孔率在20％～30％左右.其中大部分是开开口气孔，表面出现疏松状态，导致氧化性气体的扩散速度及扩散深度增大，抗氧化性能和机械性能变差。

目前关于石墨高温抗氧化的处理方法大概分有三种，一是表面涂层，二是气相沉积，三是浸渍。表面涂层法虽然在解决比较高的抗氧化温度上有着明显的优势，但是由于需要涂层和石墨之间具有良好的可以匹配的热膨胀系数，而且要求在高温下涂层不脱落以及满足操作简单等条件，使得涂层法在实际生产中变的不理想，目前涂层法比较适用于一些小规模的零部件的防氧化处理；气相沉积法是通过在石墨材料表面沉积一层热解炭或热解石墨，从而有效的提高石墨材料的抗氧化性，但是此法的最大缺点就是成本过于高昂，这就限制了此法在实际生产中的应用，目前该技术主要用于航空航天领域；浸渍法与前两种方法比较虽然其抗氧化温度低一些，但是由于其具有设备简单、操作容易、易控制、成本低等优势正受到重视。

现有技术中，申请号为CN200710106989.4的中国发明专利申请文件，公开了一种用于碳素材料的抗氧化剂及其制作、使用方法，其中含有硅、铝、磷、硼四种成分中的两种或三种或四种，还包含能保证在碳素材料表面形成的抗氧化薄膜在摄氏1200度以上的温度也能稳定地覆盖在碳素材料表面的添加成分。现有的这种抗氧化剂呈悬浮状态，严重影响其利用率，且增加了机械研磨的工序，使操作成本增加，而且由于抗氧化剂呈悬浮状态，使得进入石墨孔隙中的浸渍液浓度不均一，严重影响石墨样块整体的防氧化效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种耐高温氧化石墨制品的处理工艺，其具有使石墨制品的抗氧化效果好，且抗氧化温度高的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种耐高温氧化石墨制品的处理工艺，包括以下步骤：

S1、清洗、烘干：将石墨制品用纯水清洗5-10min，在将石墨制品置于95-105℃的环境下烘干5-6h；

S2、一次浸渍：将烘干后的石墨制品放入反应釜中，向反应釜中加入浸渍液一，将反应釜温度控制为140-160℃，压力控制为0.35-0.45MPa，浸渍3.5-4.5h，浸渍液一由以下重量份的组分混合而成：3-6份浓度为98％的磷酸二氢铝、4-8份硼酸钠、1-3份磷酸钠、2-5份六偏磷酸钠、15-20份水；

S3、二次浸渍：将反应釜中的浸渍液一排出，并向反应釜中加入浸渍液二，控制反应釜的温度为145-155℃，压力为0.35-0.45MPa，浸渍3.5-4.5h，浸渍液二由以下重量份的组分混合而成：1-3份硫酸钡、3-5份改性酚醛树脂、10-15份乙醇、2-4份石墨烯、3-6份碳化硅；

S4、烘干、冷却：将二次浸渍的石墨制品取出，在480-520℃的烘箱中放置3-4h，取出后冷却至室温。