石墨转子常用的外墙涂料有:碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO _ 2)、石墨(C)等。是常用的耐火材料,在我国来源丰富,价格低廉,所以首选作为涂层材料。
(1)涂料的最佳配方应为:m SiC:30g;m A l2O 3:30g;0 g石墨,即M SiC和M Al 2O 3各占50%。随着涂层中石墨粉的增加,转子导条的氧化速率显著增加。这是因为涂层中的石墨粉首先被氧化,产生微小的孔洞和疏松,严重时甚至脱落,导致高温空气中的氧气通过疏松和孔洞顺利侵入转子体,使石墨转子被氧化。然而,试验表明,含石墨粉的涂层比不含石墨的涂层好得多。
(2)氧化锆:氧化锆在氧化气氛中非常稳定,热膨胀系数大。其晶型在1 000℃左右发生变化,随着产品保留量的变化较大,其耐温性较差。
(3)由于SiC和A l2O 3的热膨胀系数比石墨大,所以SiC和A l2O 3在涂覆和烘烤过程中会膨胀,如果膨胀不均匀,涂层就会开裂和剥落;净化处理时,石墨转子本身的膨胀量和涂层是不同的。涂层中会出现微孔;另外,由于涂层薄,机械性能差,在熔融铝的侵蚀下,涂层容易损坏脱落。所以更有可能是高温空气穿透涂层侵入石墨转子,石墨转子仍会被不同程度氧化。因此,生产中应定期修补涂层,以最大限度地提高石墨转子的使用寿命。
(4)碳化硅:碳化硅是一种共价键化合物,具有原子间结合力强、熔点高、硬度高、强度高、膨胀系数低等特点。它能在HCl、H2SO 4、HF中煮沸而不腐蚀,并具有良好的化学稳定性。碳化硅在900 ~ 1 000℃时能与空气中的氧气发生反应。碳化硅被氧化成二氧化硅,随着温度的升高,氧化进行得更加剧烈。然而,在碳化硅颗粒上形成二氧化硅膜,可以防止和缓和氧化。
(5)氧化铝:氧化铝具有耐高温、高强度、高硬度、抗氧化、气密性好等性能。受热时膨胀均匀,但膨胀系数大。