[发明专利]一种用于硅碳棒表面玻璃涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅碳棒用玻璃涂层及其制备方法，玻璃涂层包括两部分：第一部分采用正硅酸乙酯和九水硝酸铝在异丙醇中水解形成铝硅溶胶，通过浸涂法在硅碳棒内部开孔气孔中形成玻璃保护层；第二部分采用氧化铝，二氧化硅，氧化镁，碳酸钙，二氧化钛，二氧化锆混合熔融形成玻璃粉，加入氧化铝粉末等高熔点氧化物粉末，有机载体辊轧混合形成玻璃浆料，将玻璃浆料涂覆硅碳棒表面形成玻璃涂层。本发明硅碳棒玻璃涂层，解决了硅碳棒发热体在复杂高温环境中易腐蚀，易脱落等问题，可适应不同物理化学气氛环境，实现长寿命耐高温涂层。

技术领域

本发明属于玻璃粉末技术领域，具体涉及一种用于硅碳棒表面玻璃涂层及其制备方法。

背景技术

碳化硅电热元件在使用时，由于与空气以及水蒸汽的接触，高温时，极易氧化，使电阻值增大，产生老化现象，缩短寿命。表面涂层是减缓硅碳棒高温氧化程度，延长使用寿命的有效途径。涂层在硅碳棒表面和高温环境介质之间形成隔离层，阻止环境介质和硅碳棒表面直接接触，保护硅碳棒在高温条件下与水汽，氧气，氢气，氨气氮气发生反应，影响硅碳棒使用寿命。

目前，行业内普遍使用的硅碳棒高温保护涂层材料组分单一，在不同高温气氛环境中使用效果不佳，有时易出现涂层脱落现象，对硅碳棒使用寿命的提高不明显。中国专利201610682759.1公开了一种二硅化钼和氮化硅粉末混合改进涂层的方法，通过高温条件下重结晶在硅碳棒得到高温抗氧化涂层的制备方法，该涂层在高温酸性环境中，未能起到良好的抗氧化保护作用。中国专利201810709187.0公开了一种硅碳棒的高温保护涂层方法，采用硅酸钾作为粘结剂将无机高熔点粉末(碳化硅，石墨，氧化铝，莫来石)涂覆在硅碳棒表面形成高温保护涂层，该涂层最高使用温度仅为1400摄氏度，低于常规1500摄氏度，厚度达到20微米以上，涂层组分中粘结剂少，高温条件下容易脱落，影响使用寿命。中国专利201810989062.8公开了硅碳棒发热部涂层的制作方法，采用硅酸钠作为粘结剂将超细粒度氮化硅粉末粘附在硅碳棒表面形成高温保护涂层，该涂层采用氮化硅作为耐高温涂层基础成分，但氮化硅自身也存在易氧化问题，寿命提升效果有限。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明提出一种用于硅碳棒表面玻璃涂层及其制备方法，解决了硅碳棒发热体在复杂高温环境中易腐蚀，易脱落等问题，可适应不同物理化学气氛环境，实现长寿命耐高温涂层。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于硅碳棒表面玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤；

步骤1：对硅碳棒表面进行清洗，去污，干燥；

步骤2；以异丙醇或无色乙醇为溶剂，加入正硅酸乙酯和硝酸铝，其中，Al:Si＝3:1～2:1,摩尔比，室温条件下搅拌20-30小时，得到固含量为3-10wt％铝硅溶胶；

步骤3；将步骤1中清洗干净的硅碳棒浸入步骤2中的铝硅溶胶中浸泡3-10小时；

步骤4：将Al₂O₃，SiO₂，MgO，CaCO₃，TiO₂，ZrO₂按照设计配比称量好后进行混合均匀，置于坩埚中在1500-1600摄氏度进行高温熔融，澄清，高温熔融玻璃液随之出炉，迅速倾到至纯水中，冷淬形成不规则的颗粒状玻璃碎料，将玻璃碎料进行湿法粉碎到3-5微米；

步骤5：将步骤4中得到的玻璃粉末，加入粒径约为3-5微米的无机高熔点粉末，有机载体辊轧得到玻璃浆料；

步骤6：将步骤3中经过浸泡处理得到的硅碳棒进行干燥后，表面涂覆一层步骤5中得到的玻璃浆料，烘干；

步骤7：将步骤6中得到涂覆玻璃浆料的硅碳棒进入氧化炉中进行焙烧处理后，即得到具有玻璃涂层硅碳棒。