專利名稱：鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法。
技術(shù)背景鉬和鉬合金的熔點(diǎn)較高，具有很好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，高溫強(qiáng)度好，在1700r左右仍 有較髙的機(jī)械強(qiáng)度和較高的抗侵蝕能力。這些性質(zhì)使得鉬作為電極材料在玻璃加工業(yè)有著 廣泛的應(yīng)用。但是鉬電極很容易被氧化，在300匸時(shí)鉬會(huì)緩慢氧化，生成Mo02，溫升至600 r時(shí)，鉬發(fā)生二次氧化，生成MoO:,。當(dāng)溫度達(dá)到750"C時(shí)，MoO:,為黃色煙霧，會(huì)嚴(yán)重?fù)]發(fā)。 在鉬電極表面涂上一層比較薄的涂層材料，以消除高溫爐氣與鉬基體的接觸，從而降低了 氧向鉬基體的擴(kuò)散速率，達(dá)到了防止了鉬電極的氧化，提高了鉬電極的使用壽命。常用的鉬或鉬合金的抗氧化涂層的制備方法有高溫火焰噴涂法，化學(xué)氣相沉積 (CVD)、等離子噴涂法和真空或惰性氣體滲制法。奧地利攀時(shí)公司采用高溫木焰噴涂法制 備出了SIBOR抗氧化涂層，它是硼、硅組成的復(fù)合材料。采用惰性氣體擴(kuò)散和等離子噴涂 法，J. J. Moore制備出了MoSi2+1.96SiC抗氧化涂層。Edward K. Nyutu采用CVD法制備 了 MoSia+Si02復(fù)合抗氧化涂層。這幾種制備方法工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求髙，周期也較長(zhǎng)， 從而導(dǎo)致了成本的提高，不適合工業(yè)應(yīng)用。張存默、宋秀蘭等的發(fā)明專利《鉬或鉬合金抗 氧化涂層的滲制方法及其產(chǎn)品》(公開號(hào)CN86103384A),雖然工藝較簡(jiǎn)單，但因要經(jīng)真 空高溫?cái)U(kuò)散處理，故對(duì)設(shè)備要求較高，成本較高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低并且工藝簡(jiǎn)單的鉬電極表面玻璃基防氧化涂層 的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法，其制備工藝過(guò)程可分為兩部分基體的制備與涂料的配制和涂覆，具體包括下列步驟1) 制備鉬基體將純度大于99. 9596金屬鉬棒在溫度為70 90"且濃度為25 35g/L 的堿性洗滌劑中浸漬脫脂，水洗60min以上，再在溫度為65 75'C且濃度為6~8%的硫酸 溶液中浸漬去污，水洗60min以上，烘干得到鉬基體2) 制備涂料釉漿2.1)制備基釉按質(zhì)量百分比配方氧化鋇35% 45%,氧化硅30% 50%,氧化鋁 1% 3%,氧化硼5%~8%，氧化鈣3% 5%，氧化鋅3%~8%，氧化鋯2%~4%，按上述配比在 1380 1480r溫度下熔煉2 4h，水淬冷，球磨后，過(guò)200目篩，制備基釉鋇硅酸鹽玻璃 料；2. 2)制備鉬釉將氧化鉻和粘土過(guò)200目篩，將通過(guò)歩驟2.1得到的基釉、所述的氧化鉻和粘土按質(zhì)量比為(14 : 4 : l) (14 : 8 : l)在常溫常壓下均勻混合；2.3)制備調(diào)墨油將松油醇和乙基纖維素按(ioo : i) (ioo : 3)的質(zhì)量比經(jīng)水浴混合均勻，再靜置5h以上；2. 4)制備涂料釉漿將步驟2. 2)所述的鉬釉和步驟2. 3)所述的調(diào)墨油按(10 : 3) (10:5)的質(zhì)量比在磁力攪拌器中攪拌均勻，得到涂料釉漿；3) 涂覆涂料3.1) 制備涂覆涂料的鉬基體在所述的鉬基體上人工刷涂一層所述的涂料釉漿，放 入烘箱內(nèi)，在100 1501C溫度條件下烘干，重復(fù)涂料、烘干各一次3.2) 將無(wú)堿玻璃布在步驟2.4)所述的涂料釉衆(zhòng)中浸漬30 60rain,再包扎在歩驟 3.1)所述的己二次涂覆涂料的鉬基體表面，在100~150"溫度下烘干。進(jìn)一歩，步驟l)所述的水洗是指用70 90匸水清洗所述的金屬鉬20 40min，再用 20 40'C水噴淋水洗40 60min。對(duì)步驟l)所述的鉬基體采用常規(guī)的壓縮空氣將砂或鐵丸從噴嘴中噴出的方法，增加 鉬基體的表面粗糙度。步驟2.3)所述的水浴是指在50 70X:溫度下，水浴5h 8h。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)可防止烤窯期間鉬電極的氧化；(2)原料來(lái)源豐富，生產(chǎn)成 本低；(3)涂覆工藝采用刷涂法，并且不用進(jìn)行熱加工，工藝簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，等價(jià)形式改動(dòng)或修改同樣落于本申請(qǐng)權(quán)利要求書所限 定的范圍。實(shí)施例1步驟l、制備鉬基體；i^驟1.1、在70r溫度條件下，將純度大于99.95%金屬鉬棒在濃度為35g/L的堿性洗 滌劑中浸漬60min，隨后用70匸水清洗所述的金屬鉬20min,再用20t:水噴淋水洗40min;步驟1. 2、在65"C溫度條件下，將通過(guò)步驟1.1得到的金屬鉬在濃度為戰(zhàn)的硫酸溶液 中浸漬10min,隨后用70匸水清洗所述的金屬鉬20min,再用20'C水噴淋水洗40min;步驟1. 3、在IOOX:溫度條件下，將通過(guò)步驟1. 2得到的金屬鉬烘干制備得到鉬基體；步驟1. 4、對(duì)通過(guò)步驟1.3得到的鉬基體采用常規(guī)的壓縮空氣將砂或鐵丸從噴嘴中噴 出的方法，增加鉬基體的表面粗糙度；步驟2、制備涂料釉漿；步驟2.1、在1380'C溫度條件下，將混合均勻的鋇硅酸鹽玻璃料熔煉4h，隨后常規(guī)水 淬冷，再經(jīng)48h球磨后，過(guò)200目篩，制備得到基釉；所述的鋇硅酸鹽玻璃料的配比為 氧化鋇(BaO) 35%，氧化硅(Si02) 50%,氧化鋁(A120:,) 1%,氧化硼(BA) 5%，氧化鈣 (CaO) 3%，氧化鋅(ZnO) 3%,氧化鋯(ZrO》3%;步驟2.2、將氧化絡(luò)和粘土過(guò)200目篩，將通過(guò)步驟2.1得到的基釉、所述的氧化鉻 和粘土按質(zhì)量比為14 : 4 : 1在常溫常壓下均勻混合制備得到鉬釉；步驟2. 3、將松油醇和乙基纖維素按100 : 1的質(zhì)量比經(jīng)70匸水浴5h混合均勻，再靜 置5h制備得到調(diào)墨油；步驟2. 4、將通過(guò)步驟2. 3制備得到的鉬釉和通過(guò)步驟2. 4制備得到的調(diào)墨油按10:3 的質(zhì)量比在磁力攪拌器中攪拌2h，制備得到涂料釉漿；歩驟3、在通過(guò)步驟1制備得到的鉬基體上涂覆涂料；具體包括下列步驟歩驟3.1、在通過(guò)步驟1制備得到的鉬基體上人工刷涂一層通過(guò)步驟2制備得到的涂料釉漿，放入烘箱內(nèi)，在ioox:溫度條件下烘干；步驟3.2、重復(fù)步驟3. l—次；步驟3. 3、將無(wú)堿玻璃布在通過(guò)步驟2制備得到的涂料釉漿中浸漬30min;步驟3. 4、將通過(guò)步驟3. 3制備得到的無(wú)堿玻璃布包扎在通過(guò)步驟3. 4制備得到的鉬基體表面，隨后在ioox:溫度條件下烘干。裸露的鉬基體在1000"， 30min的失重達(dá)至ljl80mg/cm2,而本試驗(yàn)中有涂層保護(hù)的基體 失重僅為14. 79mg/cm2。涂層在1200TC, 30min的失重僅為0. 85mg/cm2，比在10001C時(shí)的抗氧 化性還要好，這是因?yàn)樵谳^高的溫度下玻璃會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)軟化，使涂層變?yōu)轲じ綉B(tài)， 隔絕了爐氣。帶有涂層的鉬基體在800'C、 1000r和1200'C預(yù)燒4h后，剝?nèi)ケ砻娴耐繉訉?duì)基體進(jìn) 行能譜(EDS)分析，其氧含量只有未加涂層氧含量的8%左右，抗氧化效果顯著。實(shí)施例2步驟l、制備鉬基體；步驟1. 1、在90"溫度條件下，將純度大于99.95%金屬鉬棒在濃度為25g/L的堿性洗 滌劑中浸漬30min，隨后用90C水清洗所述的金屬鉬40min，再用40"水噴淋水洗60min;步驟1. 2、在75"溫度條件下，將通過(guò)步驟1.1得到的金屬鉬在濃度為69i的硫酸溶液 中浸漬5min,隨后用卯"水清洗所述的金屬鉬40min,再用40卩水噴淋水洗60min;步驟1.3、在110C溫度條件下，將通過(guò)步驟1.2得到的金屬鉬烘干制備得到鉬基體:步驟1. 4、對(duì)通過(guò)歩驟1.3得到的鉬基體釆用常規(guī)的壓縮空氣將砂或鐵丸從噴嘴中噴 出的方法，增加鉬基體的表面粗糙度；步驟2、制備涂料釉漿；步驟2.1、在1480C溫度條件下，將混合均勻的鋇硅酸鹽玻璃料熔煉2h，隨后常規(guī)水 淬冷，再經(jīng)72h球磨后，過(guò)200目篩，制備得到基釉；所述的鋇硅酸鹽玻璃料的配比為 氧化鋇(BaO) 45%,氧化硅(Si02) 30%，氧化鋁(A1A) 3%，氧化硼(BA) 8%，氧化鈣 (CaO) 5%，氧化鋅(ZnO) 5%,氧化鋯(ZrO》4%;歩驟2.2、將氧化鉻和粘土過(guò)200目篩，將通過(guò)步驟2.1得到的基釉、所述的氧化鉻 和粘土按質(zhì)量比為14 : 8 : 1在常溫常壓下均勻混合制備得到鉬釉；步驟2.3、將松油醇和乙基纖維素按100:3的質(zhì)量比經(jīng)5(TC水浴8h混合均勻，再靜 置8h制備得到調(diào)墨油；步驟2. 4、將通過(guò)步驟2. 3制備得到的鉬釉和通過(guò)步驟2. 4制備得到的調(diào)墨油按10:5 的質(zhì)量比在磁力攪拌器中攪拌4h，制備得到涂料釉漿；步驟3、在通過(guò)步驟1制備得到的鉬基體上涂覆涂料；具體包括下列歩驟步驟3.1、在通過(guò)步驟1制備得到的鉬基體上人工刷涂一層通過(guò)步驟2制備得到的涂料釉漿，放入烘箱內(nèi)，在150r溫度條件下烘干；步驟3.2、重復(fù)步驟3. l—次；步驟3. 3、將無(wú)堿玻璃布在通過(guò)步驟2制備得到的涂料釉漿中浸漬60min;步驟3. 4、將通過(guò)步驟3. 3制備得到的無(wú)堿玻璃布包扎在通過(guò)步驟3. 4制備得到的鉬 基體表面，隨后在150'C溫度條件下烘干。裸露的鉬基體在IOOO'C， 30min的失重達(dá)到180mg/cm2，而本試驗(yàn)中有涂層保護(hù)的基體失重僅為10.09mg/cm2。帶有涂層的鉬基體在IOOO'C預(yù)燒2h后，剝?nèi)ケ砻娴耐繉訉?duì)基體進(jìn)行能譜(EDS)分析，其氧含量只有未加涂層氧含量的5%左右，抗氧化效果顯著。實(shí)施例3步驟l、制備鉬基體；歩驟1.1、在70'C溫度條件下，將純度大于99.95°/。金屬鉬棒在濃度為35g/L的堿性洗 滌劑中浸漬60min，隨后用70C水清洗所述的金屬鉬20min,再用20'C水噴淋水洗40min;步驟1. 2、在65C溫度條件下，將通過(guò)歩驟1. 1得到的金屬鉬在濃度為8%的硫酸溶液 中浸漬10min，隨后用70t:水清洗所述的金屬鉬20min，再用20"水噴淋水洗40min;步驟1. 3、在IOO'C溫度條件下，將通過(guò)步驟1. 2得到的金屬鉬烘干制備得到鉬基體；步驟1.4、對(duì)通過(guò)步驟1.3得到的鉬基體采用常規(guī)的壓縮空氣將砂或鐵丸從噴嘴中噴 出的方法，增加鉬基體的表面粗糙度；步驟2、制備涂料釉漿；歩驟2.1、在138(TC溫度條件下，將混合均勻的鋇硅酸鹽玻璃料熔煉4h，隨后常規(guī)水 淬冷，再經(jīng)48h球磨后，過(guò)200目篩，制備得到基釉；所述的鋇硅酸鹽玻璃料的配比為 氧化鋇(BaO) 37%，氧化硅(SiO》37%,氧化鋁(A1A) 3%，氧化硼(BA) 8%，氧化鈣 (CaO) 5%，氧化鋅(ZnO) 8%,氧化鋯(ZrO》2%;歩驟2.2、將氧化鉻和粘土過(guò)200目篩，將通過(guò)步驟2.1得到的基釉、所述的氧化鉻 和粘土按質(zhì)量比為14 : 4 : 1在常溫常壓下均勻混合制備得到鉬釉；8步驟2. 3、將松油醇和乙基纖維素按100 : 1的質(zhì)量比經(jīng)70X:水浴5h混合均勻，再靜置5h制備得到調(diào)墨油；步驟2. 4、將通過(guò)步驟2. 3制備得到的鉬釉和通過(guò)步驟2. 4制備得到的調(diào)墨油按10:3的質(zhì)量比在磁力攪拌器中攪拌2h，制備得到涂料釉漿；步驟3、在通過(guò)步驟1制備得到的鉬基體上涂覆涂料具體包括下列步驟歩驟3.1、在通過(guò)步驟1制備得到的鉬基體上人工刷涂一層通過(guò)步驟2制備得到的涂料釉漿，放入烘箱內(nèi)，在ioox:溫度條件下烘干；步驟3.2、重復(fù)歩驟3. l—次；步驟3. 3、將無(wú)堿玻璃布在通過(guò)步驟2制備得到的涂料釉漿中浸漬30min;步驟3. 4、將通過(guò)步驟3. 3制備得到的無(wú)堿玻璃布包扎在通過(guò)步驟3. 4制備得到的鉬 基體表面，隨后在IOO"溫度條件下烘干。裸露的鉬基體在1000C， 30min的失重達(dá)到180mg/cm、而本試驗(yàn)中有涂層保護(hù)的基體失 重僅為14.79mg/cm2。涂層在1200t, 30min的失重僅為0. 85mg/cm2，比在1000"時(shí)的抗氧化 性還要好，這是因?yàn)樵谳^髙的溫度下玻璃會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)軟化，使涂層變?yōu)轲じ綉B(tài)，隔 絕了爐氣。帶有涂層的鉬基體在80(TC、 1000X:和1200iC預(yù)燒4h后，剝?nèi)ケ砻娴耐繉訉?duì)基體進(jìn) 行能譜(EDS)分析，其氧含量只有未加涂層氧含量的89t左右，抗氧化效果顯著。
權(quán)利要求
1.鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法，包括下列步驟1)制備鉬基體將純度大于99.95％金屬鉬棒在溫度為70～90℃且濃度為25～35g/L的堿性洗滌劑中浸漬脫脂，水洗60min以上，再在溫度為65～75℃且濃度為6～8％的硫酸溶液中浸漬去污，水洗60min以上，烘干得到鉬基體；2)制備涂料釉漿2.1)制備基釉按質(zhì)量百分配方氧化鋇35％～45％，氧化硅30％～50％，氧化鋁1％～3％，氧化硼5％～8％，氧化鈣3％～5％，氧化鋅3％～8％，氧化鋯2％～4％，按上述配比在1380～1480℃溫度下熔煉2～4h，水淬冷，球磨后，過(guò)200目篩，制備基釉鋇硅酸鹽玻璃料；2.2)制備鉬釉將氧化鉻和粘土過(guò)200目篩，將通過(guò)步驟2.1得到的基釉、所述的氧化鉻和粘土按質(zhì)量比為(14∶4∶1)～(14∶8∶1)在常溫常壓下均勻混合；2.3)制備調(diào)墨油將松油醇和乙基纖維素按(100∶1)～(100∶3)的質(zhì)量比經(jīng)水浴混合均勻，再靜置5h以上；2.4)制備涂料釉漿將步驟2.2)所述的鉬釉和步驟2.3)所述的調(diào)墨油按(10∶3)～(10∶5)的質(zhì)量比在磁力攪拌器中攪拌均勻，得到涂料釉漿；3)涂覆涂料3.1)制備涂覆涂料的鉬基體在所述的鉬基體上人工刷涂一層所述的涂料釉漿，放入烘箱內(nèi)，在100～150℃溫度條件下烘干，重復(fù)涂料、烘干各一次；3.2)將無(wú)堿玻璃布在步驟2.4)所述的涂料釉漿中浸漬30～60min，再包扎在步驟3.1)所述的已二次涂覆涂料的鉬基體表面，在100～150℃溫度下烘干。
2. 如權(quán)利要求l所述的鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法，其特征在于，歩驟l) 所述的水洗是指用70 90"水清洗所述的金屬鉬20 40min，再用20 40^C水噴淋水 洗40 60rain。
3. 如權(quán)利要求1所述的鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法，其特征在于，對(duì)步驟 1)所述的鉬基體采用常規(guī)的壓縮空氣將砂或鐵丸從噴嘴中噴出的方法，增加鉬基體的表面粗糙度。
4.如權(quán)利要求1所述的鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法，其特征在于，步驟2.3) 所述的水浴是指在50 701C溫度下，水浴5 8h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鉬電極表面玻璃基防氧化涂層的制備方法，其包括下列步驟將純度大于99.95％金屬鉬棒堿洗脫脂、酸洗去污制備鉬基體；按一定配比制備制備基釉鋇硅酸鹽玻璃料，加氧化鉻和粘土制備鉬釉，再加入調(diào)墨油(由松油醇和乙基纖維素配制)配制得涂料，在制備得到的鉬基體上涂覆涂料并且烘干。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可防止烤窯期間鉬電極的氧化；原料來(lái)源豐富，生產(chǎn)成本低，涂覆工藝采用刷涂法；不用進(jìn)行熱加工，工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C03C8/02GK101323954SQ200810040168
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者關(guān)志峰, 偉 寧, 梅松柏, 汪慶衛(wèi), 王日?qǐng)? 羅理達(dá), 健 陳 申請(qǐng)人:東華大學(xué)