具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法技术

本发明专利技术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，本发明专利技术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。

Manufacturing method of graphite sheet with conductive and oxidative stability coating

The invention discloses a method for manufacturing graphite sheets with conductive and oxidative stability coatings, which includes plasma spraying of a high conductive Cochrane black coating on the surface of a graphite substrate, which can effectively increase the conductivity of the graphite sheet, and then spraying a dense boron carbide coating with excellent oxygen resistance, and melting thereof. Points as high as 2350 degrees Celsius ensure the tightness of the boron carbide coating under conditions of thermal stress as high as about 2000 degrees Celsius, making oxygen permeation impossible, and if the graphite sheet is heated, there will not be a large area of coating off the graphite sheet; therefore, the invention sprays a black coating on the surface of the graphite substrate in turn. And boron carbide coating, making graphite sheet with high conductivity and oxidation stability, thus effectively prolonging the service life of graphite sheet, reducing the use cost of graphite sheet.

【技术实现步骤摘要】
具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法
本专利技术涉及石墨片
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：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，本专利技术采用以下技术方案：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；步骤7)、从真空处理室中取出步骤6)得到的石墨片，而且在隔绝反应气体的情况下进一步冷却石墨片。优选地，步骤4)中的碳化硼粉末的粒径小于步骤3)中的科琴黑粉末的粒径。优选地，步骤3)中，所述科琴黑粉末的粒径大小为70～90μm。优选地，步骤4)中，所述碳化硼粉末的粒径大小为5～25μm。优选地，步骤5)中，在喷镀科琴黑粉末前，使石墨基片在600～800℃的真空环境下进行加热处理。优选地，步骤5)中，所述科琴黑涂层厚度为0.2～1mm。优选地，步骤6)中，所述碳化硼涂层厚度为0.2～1mm。优选地，步骤1)中，所述喷砂处理是用电金刚砂粉和/或钢砂进行处理的。以使石墨基片表面无尘，并使其表面的粗糙度达到精细水平。如果在一定情况下要求达到额外的净化时，可用干燥的惰性气体，例如，用氮气或氦气体对石墨基片进行吹净。优选地，步骤7)中，所述石墨片的取出和进一步冷却是在惰性气体下进行的。相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术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部分从石墨片上脱落下来。因此，本专利技术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。2)本专利技术采用喷镀的方法可以使涂层很牢固地结合在石墨基片上，而不会出现脱层的问题，并保证石墨片整体具有良好的导电性能。3)本专利技术使科琴黑粉末粒径大小在40～100μm范围，使碳化硼粉末粒径大小在1～50μm范围，并使碳化硼粉末的粒径小于科琴黑粉末的粒径，这样能够使再次喷镀的碳化硼颗粒紧密结合在科琴黑颗粒的空隙中，既能提高两者的结合强度，又能保证碳化硼涂层表面的气密性，有效减少石墨片的气孔率，进一步降低氧化的发生。4)本专利技术的制造方法工艺简单，操作容易，成本低，适于企业规模化生产。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一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，对其表面用电金刚砂粉进行喷砂处理；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10-3mPa；步骤3)、将粒径大小在40μm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1μm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50mPa的压力中，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为0.1mm；步骤6)、在真空处理室内，在100mPa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为0.2mm；步骤7)、在惰性气氛下，从真空处理室中取出步骤6)得到的石墨片，而且在隔绝反应气体的情况下进一步冷却石墨片。其中，本专利技术采用的真空等离子体处理用设备为现有技术，且市场上买得到，采用市售的任一款真空等离子体处理用设备可以毫无困难地实施本专利技术的方法。具体地，这些设备主要包括一个有合适大小，且其中放置有真空喷镀用的等离子体装置的真空处理室，以及使成形制品在长度方向上往复移动，并使这些成形制品自身旋转用的装置。该等离子体装置至少有一个等离子体喷枪。例如，等离子体装置可以有不同极性的，呈板状或箱室式的电极，以使合适气体或气体混合物的等离子体在这些电极之间燃烧，或者在喷镀成形石墨片时燃烧。除了惰性气体氩和氦或其混合气之外，氮或氢或氩/氢与氮/氢的混合气皆适用于此种目的。当然，这些气体都是在稳压状态时应用。由于等离子体在电弧中加热，且随后在真空中膨胀，如所周知，气流被显著加速，而且可达音速的三倍。将粒度大小范围已选择过的科琴黑/碳化硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法，其特征在于,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；步骤7)、从真空处理室中取出步骤6)得到的石墨片，而且在隔绝反应气体的情况下进一步冷却石墨片。

【技术特征摘要】
1.一种具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法，其特征在于,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；步骤7)、从真空处理室中取出步骤6)得到的石墨片，而且在隔绝反应气体的情况下进一步冷却石墨片。2.根据权利要求1所述的具有导电和氧化稳定性涂层的石墨片的制造方法，其特征在于：步骤4)中的碳化硼粉末的粒径小于步...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱全红，施立毛，
申请(专利权)人：东莞市鸿亿导热材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44