增強(qiáng)石墨模具的抗氧化性如何做?
近三十年來,我國熱壓金剛石地質(zhì)鉆頭用石墨模具有了長足的前進(jìn), 可是,與歐美日等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平比較,尚有較大的距離。尤其是在石墨模具的表面光潔度和使用壽命上,相差基遠(yuǎn)。選用超細(xì)顆粒的碳素料,制作高電阻率、高石墨化程度、低雜質(zhì)含量、微氣孔率的石墨,是熱壓金剛石地質(zhì)鉆頭用石墨模具的發(fā)展方向,也是制取高精度, 高使用壽命的熱壓金剛石地質(zhì)鉆頭用石墨模具的有效途徑。
要增強(qiáng)石墨模具的抗氧化性,以延長其使用壽命,有必要下降石墨材料在高溫下的氣化反應(yīng)速度。
通常情況下,影響石墨材料氣化反應(yīng)的要素有如下三種:
(1) 石墨化程度 碳石墨材料的石墨化程度增高,對氣體的活性下降,氣化反應(yīng)速度變慢。 碳素材料的熱處理溫度越高,則其初步氧化的溫度也會越高。
(2) 結(jié)構(gòu)狀況 表面疏松和多孔的碳石墨材料,容易與氣體產(chǎn)生反應(yīng),而表面細(xì)密的碳石墨材料, 不易與氣體產(chǎn)生反應(yīng)。例如經(jīng)過3200℃熱處理的表面細(xì)密的熱解石墨,在空氣中初步氧化的溫度高達(dá)850℃。
(3) 雜質(zhì)的催化作用 碳素材料中所含的雜質(zhì)對氣化反應(yīng)有很大的影響, 如鐵、鉛、錳、銅等元素對碳素材料的氧化有催化作用,極力下降碳石墨材料的雜質(zhì)含量,可以前進(jìn)其抗氧化功用。
因此,選用超細(xì)粒徑的碳素材料來制作碳石墨制品,并極力前進(jìn)其石墨化溫度,可以極大限度地下降碳石墨制品的氣孔率,氣孔的孔徑和雜質(zhì)含量,前進(jìn)其石墨化程度,從而前進(jìn)碳石墨制品的抗氧化功用, 減緩其氧化燒損的速度。