JPH08151282A - Ceramic coating on graphite - Google Patents

Ceramic coating on graphite

Info

Publication number
JPH08151282A
JPH08151282A JP28992394A JP28992394A JPH08151282A JP H08151282 A JPH08151282 A JP H08151282A JP 28992394 A JP28992394 A JP 28992394A JP 28992394 A JP28992394 A JP 28992394A JP H08151282 A JPH08151282 A JP H08151282A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphite
ceramic
adhesive
film
ceramic powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP28992394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Matsui
利弘 松井
Hiroyuki Kanei
宏之 兼井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU, LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
Priority to JP28992394A priority Critical patent/JPH08151282A/en
Publication of JPH08151282A publication Critical patent/JPH08151282A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a method for forming a stable ceramic coating film on the surface of graphite. CONSTITUTION: The surface of a graphite material is coated with a ceramic material as follows. A mixture of a graphite bonding agent 2 for bonding graphite pieces to each other and ceramic powder 1 is applied on the surface of a graphite 3 and subsequently this is heated to form a ceramic coating film consisting of the mixed layer 5 of ceramic powder.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属とグラファイ
トが反応性を有する場合、グラファイトが高温の酸化雰
囲気で使用される場合などに、反応性を低下させるため
に施工するセラミックスコーティングについて、耐剥離
性の優れた施工法を提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a ceramic coating applied to reduce reactivity when molten metal and graphite are reactive, when graphite is used in a high temperature oxidizing atmosphere, and the like. Provide a construction method with excellent releasability.

【0002】[0002]

【従来の技術】グラファイト(graphite; 黒鉛)は炭素
の同素体の一つであり、滑らかで電気の良導体であると
共に、熱に強い材料であることから、ルツボや潤滑剤、
あるいは耐熱材などとして広く利用されている。
2. Description of the Related Art Graphite is one of the allotropes of carbon, is a smooth and good conductor of electricity, and is a heat-resistant material.
Alternatively, it is widely used as a heat resistant material.

【0003】しかしながら、グラファイトは炭素の同素
体であることから、酸化や、他の金属等との反応などの
心配がある。従って、金属の溶解等の際の器(ルツボや
溶解炉)として利用する際などにおける溶融対象の金属
が、溶融時にグラファイトと反応するものであるような
場合や、グラファイトが高温の酸化雰囲気で使用される
場合などにおいて、反応性を抑制するためにグラファイ
トにセラミックスコーティングを施こし、保護するよう
にしている。
However, since graphite is an allotrope of carbon, there is concern about oxidation and reaction with other metals. Therefore, when the metal to be melted reacts with graphite during melting, such as when it is used as a vessel (crucible or melting furnace) for melting metal, or when graphite is used in a high-temperature oxidizing atmosphere. In such cases, a ceramic coating is applied to graphite to protect it so as to suppress reactivity.

【0004】そして、このセラミックスコーティングは
一般に、溶けたセラミックス粒子を吹き付けることによ
り、グラファイトの素材表面にセラミックス層を付着さ
せ、セラミックス皮膜を形成する溶射法や、無機または
有機バインダとセラミックス粉末等を混合したものをグ
ラファイトの素材表面に塗布することによりセラミック
ス皮膜を形成する方法(塗装工法)等の工法が利用され
ている。
[0004] In general, this ceramic coating is formed by spraying melted ceramic particles so that a ceramic layer is adhered to the surface of the graphite material to form a ceramic film, or a ceramic powder is mixed with an inorganic or organic binder. A method such as a method (coating method) of forming a ceramic film by applying the formed material to the surface of a graphite material is used.

【0005】ここで、図3に従来の実施例として溶射工
法による施工法の一例を示す。図3はセラミックス層を
形成したグラファイト素材の断面図を示しており、gは
グラファイトの素材、hはグラファイトgの表面にある
無数の気孔を示している。また、scはグラファイトg
の表面に形成されたセラミックスコーティング皮膜であ
る。
Here, FIG. 3 shows an example of a construction method by a thermal spraying method as a conventional embodiment. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a graphite material on which a ceramic layer is formed, where g is the graphite material and h is the numerous pores on the surface of the graphite g. Also, sc is graphite g
It is a ceramic coating film formed on the surface of.

【0006】グラファイトgは離型性を有する材料であ
り、かつ、グラファイトgは無数の気孔hを有してい
る。そして、セラミックスはグラファイトの気孔h内に
浸透し難い性質がある。従って、グラファイトの気孔h
内は空のままの状態であり、セラミックスコーティング
皮膜scはグラファイトgの表面にのみ、形成された状
態である。
Graphite g is a material having releasability, and graphite g has innumerable pores h. The ceramic has a property that it is difficult for the ceramic to penetrate into the pores h of the graphite. Therefore, the graphite pores h
The inside remains empty, and the ceramic coating film sc is formed only on the surface of the graphite g.

【0007】そのため、従来の工法である溶射法ではグ
ラファイトgとその表面に形成されたセラミックスコー
ティング皮膜scとの間の密着力が非常に弱く、かつ、
使用時の昇温に伴うグラファイトとセラミックスの熱膨
張差や、運転休止等の際の冷却に伴い、両者は剥離等を
生じ易い。
Therefore, in the conventional spraying method, the adhesion between the graphite g and the ceramic coating film sc formed on the surface thereof is very weak, and
Due to the difference in thermal expansion between graphite and ceramics due to the temperature rise during use, and cooling during the suspension of operation, etc., both are likely to peel off.

【0008】また、セラミックスは窒化物や炭化物系の
ものもあり、溶射法でセラミックスコーティング皮膜s
cを形成する場合、セラミックス粉末は溶融状態となる
程の高温状態に加熱される。そして、溶融状態となる程
の高温状態ではこのような窒化物や炭化物系のセラミッ
クスは高温によって酸化物に変化する可能性があるた
め、酸化に弱いグラファイトには適用できないケースも
ある。
There are also nitrides and carbides of ceramics, and a ceramic coating film s by a thermal spraying method.
When forming c, the ceramic powder is heated to such a high temperature that it becomes a molten state. Further, such a nitride or carbide-based ceramic may change into an oxide at a high temperature at a high temperature such that it is in a molten state, and therefore it may not be applicable to graphite, which is susceptible to oxidation.

【0009】一方、塗装工法の場合は、無機バインダま
たはカルボキシメチルセルロース等の有機バインダとセ
ラミックス粉末とを、水またはアルコール等で混合した
もの(以下、スラリと称す)を例えば刷毛でグラファイ
ト表面に塗布することにより、セラミックスコーティン
グ皮膜を形成する。
On the other hand, in the case of the coating method, a mixture of an inorganic binder or an organic binder such as carboxymethyl cellulose and ceramic powder with water or alcohol (hereinafter referred to as a slurry) is applied to the surface of graphite with a brush, for example. As a result, a ceramic coating film is formed.

【0010】しかしながら、バインダは基本的には、セ
ラミックス粉末を固定するアンカ効果があるのみであ
り、グラファイトにセラミックス粉末を接着する能力は
無い。すなわち、グラファイトの気孔内に浸透したバイ
ンダにより、あたかも杭を打ったようにバインダの層全
体を支えているものであり、これは接着ではなく、単に
抜けないようにする所謂アンカ効果があるのみである。
However, the binder basically has only an anchor effect for fixing the ceramic powder, and has no ability to bond the ceramic powder to graphite. That is, the binder that has penetrated into the pores of the graphite supports the entire layer of the binder as if it struck a pile, and this is not an adhesion but a so-called anchor effect that prevents it from coming off. is there.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】グラファイトの素材表
面に溶融金属等に対する耐蝕性の皮膜を形成し、これに
よってグラファイトの素材の保護を図ることが行われて
いる。そして、グラファイトのこのような耐蝕性皮膜と
しては通常、セラミックスを用いる。
It has been attempted to protect a graphite material by forming a corrosion resistant film against molten metal or the like on the surface of the graphite material. Ceramics are usually used as such a corrosion-resistant coating of graphite.

【0012】従来、グラファイトの素材表面にこのよう
なセラミックスコーティングを施工する場合、セラミッ
クスパウダーを溶射法により溶射するか、あるいは無機
または有機バインダとセラミックス粉末等を混合したも
のをグラファイト面に塗布する方法等を使用する。
Conventionally, when such a ceramic coating is applied to the surface of a graphite material, a method of spraying ceramic powder by a thermal spraying method or applying a mixture of an inorganic or organic binder and ceramic powder to the graphite surface And so on.

【0013】しかし、グラファイトは離型性を有する材
料であり、かつ、無数の気孔を有していると共に、セラ
ミックスはグラファイトの気孔内に浸透し難い性質があ
るため、従来の工法である溶射法を適用した場合、セラ
ミックスコーティング皮膜は粉末による層ではなく、セ
ラミックス材が互いに溶着した構造となる。そして、グ
ラファイトとその表面に形成されたセラミックスコーテ
ィング皮膜との間の密着力は非常に弱いものであって、
かつ、使用時の昇温に伴うグラファイトとセラミックス
の熱膨張差や、運転休止等の際の冷却に伴い、両者は剥
離等を生じ易い状態にあり、長持ちしない問題がある。
However, since graphite is a material having releasability and has numerous pores, and ceramics have a property of being difficult to penetrate into the pores of graphite, the conventional spraying method is used. When applied, the ceramic coating film is not a powder layer but a structure in which ceramic materials are welded to each other. The adhesion between the graphite and the ceramic coating film formed on the surface of the graphite is very weak,
Moreover, due to the difference in thermal expansion between graphite and ceramics due to the temperature rise during use and the cooling during the suspension of operation, etc., both are liable to cause separation and the like, and there is a problem that they do not last long.

【0014】また、セラミックスは窒化物や炭化物系の
ものもあり、溶射法でセラミックスコーティング皮膜を
形成する場合、このような窒化物や炭化物系のセラミッ
クスは高温で酸化物に変化する可能性があるため、酸化
に弱いグラファイトには適用できないケースもある。
There are also nitrides and carbides of ceramics. When a ceramic coating film is formed by a thermal spraying method, such nitrides or carbides of ceramics may change to oxides at high temperature. Therefore, there are cases where it cannot be applied to graphite, which is susceptible to oxidation.

【0015】また、無機または有機バインダとセラミッ
クス粉末等を混合したものをグラファイトの素材表面に
塗布することによりセラミックスコーティング皮膜を形
成する方法もあるが、この場合、バインダは基本的に
は、セラミックス粉末に対するアンカ効果があるのみで
あり、セラミックス粉末をグラファイトに接着すると云
った能力は無いことから、塗装による方式も温度変化等
による剥離には弱い側面を持つ。
There is also a method of forming a ceramic coating film by applying a mixture of an inorganic or organic binder and ceramic powder or the like to the surface of graphite material. In this case, the binder is basically ceramic powder. Since there is only an anchor effect to the above, and there is no ability to adhere ceramic powder to graphite, the coating method also has a weak side in peeling due to temperature changes.

【0016】そのため、いずれのセラミックスコーティ
ング法を採用しても、環境や温度変化等に伴う経年劣化
が大きく、十分な保護効果が維持できない。そこでこの
発明の目的とするところは、グラファイト表面に安定な
セラミックスコーティング皮膜を形成することができ
て、しかも、容易かつ安価に施工可能なグラファイトの
セラミックスコーティング方法を提供することにある。
Therefore, whichever ceramic coating method is adopted, the deterioration over time due to changes in the environment and temperature is large, and a sufficient protective effect cannot be maintained. Therefore, it is an object of the present invention to provide a graphite ceramic coating method which can form a stable ceramic coating film on the surface of graphite and can be applied easily and inexpensively.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はつぎのようにする。すなわち、グラファイ
ト材料の表層に、セラミックス材料をコーティングする
方法として、グラファイト相互間の接着用のグラファイ
ト接着剤とセラミックス粉末を混合したものを、グラフ
ァイトの表面に塗布する。
To achieve the above object, the present invention is as follows. That is, as a method of coating the surface of the graphite material with the ceramic material, a mixture of a graphite adhesive for adhering graphite to each other and ceramic powder is applied to the surface of graphite.

【0018】更にはその後、加熱してグラファイト接着
剤の炭化物とセラミックス粉末の混合層を形成し、これ
により、セラミックス皮膜を形成する。更には混合層上
に重ねて、溶射法により若しくは、無機バインダまたは
有機バインダとセラミックス粉末の混合物塗布により、
上層セラミックス皮膜を形成してセラミックス皮膜とす
ることを特徴とする。
Further, thereafter, heating is performed to form a mixed layer of carbide of the graphite adhesive and ceramic powder, and thereby a ceramic film is formed. Furthermore, by overlaying on the mixed layer, by a spraying method or by applying a mixture of an inorganic binder or an organic binder and ceramic powder,
It is characterized in that an upper layer ceramics film is formed into a ceramics film.

【0019】[0019]

【作用】本発明はグラファイト相互間の接着用のグラフ
ァイト接着剤とセラミックス粉末を混合したものを、グ
ラファイトの表面に塗布してセラミックス皮膜を形成す
る。
In the present invention, a mixture of a graphite adhesive for adhering graphite to each other and ceramic powder is applied to the surface of graphite to form a ceramic film.

【0020】グラファイト接着剤はグラファイト相互間
の接着を目的として開発されているために、グラファイ
トに対する接着力は強力である。そして、このグラファ
イト接着剤とセラミックス粉末を混合し、グラファイト
表面に塗布することにより、皮膜を形成すると接着剤の
働きにより、セラミックス粉末はしっかりとグラファイ
ト表面に接着されると共に、グラファイトの気孔内にも
浸透してここにも定着する。このようにして得られた本
セラミックス皮膜は、接着剤の有する接着力と、グラフ
ァイト気孔間に浸透したセラミックスのアンカ効果の相
乗により、従来に比べ密着度を大きく向上させることが
できる。
Since the graphite adhesive is developed for the purpose of adhering graphite to each other, the adhesive force to graphite is strong. When this graphite adhesive and ceramic powder are mixed and applied to the graphite surface to form a film, the ceramic powder is firmly adhered to the graphite surface by the action of the adhesive and also inside the pores of the graphite. Penetrate and settle here. The present ceramic coating thus obtained can greatly improve the degree of adhesion as compared with the conventional one, due to the synergistic effect of the adhesive force of the adhesive and the anchor effect of the ceramic that has penetrated between the graphite pores.

【0021】また、本発明はグラファイト相互間の接着
用のグラファイト接着剤とセラミックス粉末を混合した
ものを、グラファイトの表面に塗布してセラミックス皮
膜を形成した後、加熱してグラファイト接着剤の炭化物
とセラミックス粉末とによる混合層を形成してセラミッ
クス皮膜とする。
Further, according to the present invention, a mixture of a graphite adhesive for adhering graphite to each other and ceramic powder is applied to the surface of graphite to form a ceramic film and then heated to form a carbide of the graphite adhesive. A mixed layer of ceramic powder is formed to form a ceramic film.

【0022】グラファイト接着剤はグラファイト相互間
の接着を目的として開発されているために、グラファイ
トに対する接着力は強力である。そして、このグラファ
イト接着剤とセラミックス粉末を混合し、グラファイト
表面に塗布することにより、皮膜を形成すると接着剤の
働きにより、セラミックス粉末はしっかりとグラファイ
ト表面に接着されると共に、グラファイトの気孔内にも
浸透してここにも定着する。そして、接着剤が炭化する
程度の温度による加熱処理を行うことにより、接着剤は
炭化してより強固にセラミックス粉末をグラファイトに
固定する。このようにして得られた本セラミックス皮膜
は、接着剤の有する接着力と炭化による固定力、および
グラファイト気孔間に浸透したセラミックスのアンカ効
果の相乗により、従来に比べ密着度を大きく向上させる
ことができる。
Since the graphite adhesive is developed for the purpose of adhering graphite to each other, the adhesive force to graphite is strong. When this graphite adhesive and ceramic powder are mixed and applied to the graphite surface to form a film, the ceramic powder is firmly adhered to the graphite surface by the action of the adhesive and also inside the pores of the graphite. Penetrate and settle here. Then, by performing a heat treatment at a temperature at which the adhesive is carbonized, the adhesive is carbonized and more firmly fixes the ceramic powder to the graphite. The ceramic film obtained in this manner can significantly improve the adhesion as compared with the conventional one by the synergistic effect of the adhesive force of the adhesive, the fixing force of carbonization, and the anchor effect of the ceramic that has penetrated between the graphite pores. it can.

【0023】さらには、高純度のセラミックス皮膜が必
要な場合も、先の混合層によるセラミック皮膜に重ね
て、従来から使用されている溶射法により、あるいは無
機バインダ、または有機バインダを用いてセラミックス
粉末を塗布する方法などにより、高純度セラミックス皮
膜を形成すれば、2層間でのセラミックス同士の結合効
果により、やはり、密着性を大きく向上させることがで
きると共に、混合層の表面を高純度セラミックス皮膜で
覆うので、いっそうのグラファイト保護を図ることがで
きる。また、グラファイト上に直接形成される混合層の
形成過程には溶射法を使用しないので、セラミックス粉
末はグラファイトに対する反応のし易い溶融状態にはな
らず、加熱処理温度はそれよりも遥かに低い接着剤炭化
に必要な程度の温度であるから、セラミックスとして窒
化物や炭化物系のものを使用してもグラファイトの酸化
の問題がなくなる。
Further, when a high-purity ceramic coating is required, the ceramic coating formed by the above-mentioned mixed layer may be superposed on the ceramic coating by a conventional thermal spraying method or by using an inorganic binder or an organic binder. If a high-purity ceramic film is formed by a method such as coating, the adhesiveness can be greatly improved due to the bonding effect of the ceramics between the two layers, and the surface of the mixed layer can be coated with the high-purity ceramic film. Since it covers, more graphite protection can be achieved. In addition, since the thermal spraying method is not used in the process of forming the mixed layer formed directly on the graphite, the ceramic powder does not enter a molten state in which it easily reacts with graphite, and the heat treatment temperature is much lower than that. Since the temperature is a level necessary for carbonization of the agent, the problem of graphite oxidation is eliminated even if a nitride or carbide type ceramic is used.

【0024】そして、セラミックス粉末を含むグラファ
イト接着剤炭化物の混合物によるセラミックス皮膜と、
グラファイトとの間の密着力は、従来の溶射工法や、無
機またはカルボキシメチルセルロース等の有機バインダ
(基本的には、アンカ効果があること以外は、グラファ
イトを接着する能力は無い)とセラミックス粉末と水ま
たはアルコール等で混合したもの(スラリ)を塗布する
工法等による密着力に比べ、比較にならないくらい強力
である。従って、剥離しにくい安定したセラミックス皮
膜をグラファイト上に形成することができ、グラファイ
トの確実な保護を図ることができる。
Then, a ceramic film made of a mixture of graphite adhesive carbide containing ceramic powder,
Adhesion between graphite and conventional thermal spraying method, inorganic or organic binder such as carboxymethyl cellulose (basically, there is no ability to bond graphite except for the anchor effect), ceramic powder and water Or, it is so strong that it is incomparable as compared with the adhesion force by a method of applying a mixture (slurry) mixed with alcohol or the like. Therefore, it is possible to form a stable ceramic film that is hard to peel off on the graphite, and to reliably protect the graphite.

【0025】また、接着剤は乾燥時に溶剤は蒸発し、加
熱処理により残りの樹脂成分は炭化してこれが残る程度
であり、他はセラミックス粉末となる成分構成であるか
ら、セラミックスの持つ耐蝕性および耐久性は著しく向
上する。また、セラミックス粉末とグラファイト接着用
の接着剤とを混合したものを塗布して乾燥、加熱処理す
るだけで済むので、工程は簡易であり、施工コストも安
価で済む等の特徴が得られる。
In addition, the solvent of the adhesive evaporates during drying, and the remaining resin component is carbonized by the heat treatment to remain, and the other components are ceramic powders. Durability is significantly improved. Further, since it is sufficient to apply a mixture of ceramic powder and an adhesive for adhering graphite, dry and heat-treat, the process is simple and the construction cost is low.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例を図1に示す。本発
明ではグラファイト相互間の接着を目的として開発され
ているグラファイト接着剤、例えば、コプナ樹脂系の接
着剤等のようなグラファイト接着剤を用い、このグラフ
ァイト接着剤とセラミックス粉末を混合し、グラファイ
ト表面に塗布することにより、皮膜を形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) A first embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present invention, a graphite adhesive that has been developed for the purpose of adhering graphite to each other, for example, a graphite adhesive such as a Kopuna resin-based adhesive, is used. To form a film.

【0027】詳細を説明すると、本発明はまずはじめ
に、図1(a)に示すようにセラミックスコーティング
材料として、グラファイト材料同志の接着に効果を発揮
し、かつ、グラファイトの気孔内に容易に浸透し得る性
質を持つ接着剤、例えば、コプナ樹脂系の接着剤2と微
粉末状のセラミックス粉末1とを用意し、この接着剤2
とセラミックス粉末1とを適性量、混合してセラミック
スコーティング原液を作成する。このセラミックスコー
ティング原液を皮膜形成対象のグラファイト3の表面に
刷毛やスプレー等により、塗布する(図1(b))。
To explain in detail, the present invention first shows that, as shown in FIG. 1 (a), it is effective as a ceramic coating material for adhering graphite materials to each other and easily penetrates into the pores of graphite. An adhesive having the properties to be obtained, for example, a Copna resin-based adhesive 2 and a fine powdery ceramic powder 1 are prepared.
And an appropriate amount of ceramic powder 1 are mixed to prepare a ceramic coating stock solution. This ceramic coating stock solution is applied to the surface of the graphite 3 to be coated with a brush or a spray (FIG. 1 (b)).

【0028】塗布されたセラミックスコーティング原液
は、グラファイトと馴染み易い性質の接着剤を利用して
いるので、グラファイト3の表面に良く馴染み、また、
グラファイト気孔4内に浸透する。
The applied ceramic coating stock solution uses an adhesive that is easily compatible with graphite, so it is well compatible with the surface of graphite 3 and
Penetrate into the graphite pores 4.

【0029】セラミックスコーティング原液の塗布が終
わると次に、セラミックスコーティング原液の乾燥工程
に入る。乾燥工程においては、加熱するなどして高温処
理を行う。但し、この高温処理の加熱温度はグラファイ
ト3の酸化作用を引き起こす程の温度とはせずに、接着
剤の溶剤が蒸発し、残り成分である樹脂成分が炭化する
程度の適宜な温度である。
After the application of the ceramics coating stock solution is completed, the step of drying the ceramics coating stock solution is started. In the drying process, high temperature treatment is performed by heating. However, the heating temperature of this high temperature treatment is not a temperature at which the graphite 3 is oxidized, but is an appropriate temperature at which the solvent of the adhesive evaporates and the remaining resin component is carbonized.

【0030】この高温処理により、接着剤2の溶剤が蒸
発して乾燥すると共に、高温処理の過程で接着剤2の樹
脂成分は炭化し(炭化物2A)、もともと使用した接着
剤2がグラファイトと良く馴染むと云う性質と相俟っ
て、グラファイト3の表面に良く密着してセラミックス
粉末による良好なセラミックスコーティング皮膜5が形
成される。
By this high-temperature treatment, the solvent of the adhesive 2 is evaporated and dried, and the resin component of the adhesive 2 is carbonized (carbide 2A) during the high-temperature treatment, and the adhesive 2 originally used is good with graphite. In combination with the familiar property, a good ceramic coating film 5 of ceramic powder is formed, which adheres well to the surface of the graphite 3.

【0031】接着剤2はグラファイト3の表面の気孔4
内に浸透し易い材料を使用しており、しかも、セラミッ
クスコーティング原液は、セラミックス粉末1が接着剤
2に均等に分布するかたちで十分攪拌されていたとすれ
ば、セラミックス粉末1は適正な分布状態でグラファイ
ト3の気孔4内を埋め、かつグラファイト3の表面を覆
って、しかも、グラファイト3の表面にしっかりと密着
し、また、上記高温処理による接着剤2の樹脂成分の炭
化によってセラミックスコーティング皮膜5のグラファ
イト3の表面に対する密着度および固定度は極めて良
い、しかも、均質なセラミックス粉末分布状態の皮膜と
なる。
The adhesive 2 is the pores 4 on the surface of the graphite 3.
Assuming that the ceramic coating stock solution is sufficiently agitated in such a manner that the ceramic powder 1 is evenly distributed in the adhesive 2, the ceramic powder 1 is in a proper distribution state. The pores 4 of the graphite 3 are filled, the surface of the graphite 3 is covered, and the graphite 3 is firmly adhered to the surface of the graphite 3. Further, the carbonization of the resin component of the adhesive 2 by the above high temperature treatment causes the ceramic coating film 5 to be formed. The degree of adhesion and the degree of fixation of the graphite 3 to the surface is extremely good, and a film having a uniform ceramic powder distribution state is obtained.

【0032】なお、接着剤2の樹脂成分の炭化はグラフ
ァイト3の使用環境下での昇温によっても行われるの
で、乾燥工程での加熱処理は接着剤の乾燥程度であって
も良い。この場合、乾燥工程を簡略化できるので、セラ
ミックスコーティング皮膜5の施工工程が簡素化でき、
コストダウンが図れる。
Since the carbonization of the resin component of the adhesive 2 is also carried out by raising the temperature of the graphite 3 in the use environment, the heat treatment in the drying step may be about drying the adhesive. In this case, since the drying process can be simplified, the process of applying the ceramic coating film 5 can be simplified,
The cost can be reduced.

【0033】このように、本発明はグラファイトに良く
馴染むコプナ樹脂系の如き接着剤とセラミックス粉末を
適性量に混合したセラミックスコーティング原液を用
い、このセラミックスコーティング原液をグラファイト
の表面に塗布してからグラファイトが酸化しない程度の
温度による高温処理により乾燥することにより、セラミ
ックスコーティング皮膜を形成させるようにしたもので
ある。
As described above, according to the present invention, an undiluted ceramic coating solution prepared by mixing an appropriate amount of an adhesive agent such as a Copna resin system, which is well compatible with graphite, and ceramic powder is used. The ceramic coating film is formed by drying by a high-temperature treatment at a temperature at which the oxide does not oxidize.

【0034】この方法によれば、セラミックス粉末を接
着剤と共に、グラファイトの表面に馴染ませ、グラファ
イト気孔内に浸透させ、乾燥工程による接着剤2の溶剤
の蒸発と、乾燥工程での高温処理または使用環境下での
昇温により接着剤中の樹脂成分は炭化し、グラファイト
表面に強力に密着したセラミックスと炭素の混合層によ
るセラミックスコーティング皮膜を形成することがで
き、従って、グラファイト表面に剥離のし難く、極めて
安定なセラミックスコーティング皮膜を形成することが
できて、しかも、容易かつ安価に施工可能なグラファイ
トのセラミックスコーティング方法を提供することがで
きる。
According to this method, the ceramic powder, together with the adhesive, is made to adapt to the surface of the graphite and penetrates into the pores of the graphite, and the solvent of the adhesive 2 is evaporated in the drying step and the high temperature treatment or use in the drying step is performed. The resin component in the adhesive is carbonized by the temperature rise in the environment, and it is possible to form a ceramic coating film with a mixed layer of ceramics and carbon that strongly adheres to the graphite surface, and therefore it is difficult to peel off on the graphite surface. It is possible to provide a graphite ceramic coating method capable of forming an extremely stable ceramic coating film and easily and inexpensively applied.

【0035】また、セラミックスコーティング皮膜5は
セラミックス粉末と炭素の混合層となるので、溶融セラ
ミックスをグラファイト表面に直接接触させる溶射法の
ような酸化の危険の心配はないから、適用可能なセラミ
ックスの材質も、従来の溶射法では困難であった窒化
物、炭化物にも拡張できる。また、セラミックスコーテ
ィング皮膜5はセラミックス粉末の状態であるので、溶
射皮膜のように、セラミックスが一体化したものと違
い、温度差による剥離発生の心配がない。また、接着剤
とセラミックス粉末を混合、塗布して乾燥する簡易な工
法で済むため、本実施例はコスト的にも安価に施工でき
る。
Further, since the ceramic coating film 5 is a mixed layer of ceramic powder and carbon, there is no risk of oxidation unlike the thermal spraying method in which molten ceramic is brought into direct contact with the surface of graphite. However, it can be extended to nitrides and carbides, which were difficult with the conventional thermal spraying method. Further, since the ceramic coating film 5 is in the state of ceramic powder, unlike a thermal sprayed film in which ceramics are integrated, there is no fear of peeling due to a temperature difference. Further, since a simple construction method of mixing the adhesive and the ceramic powder, coating and drying is sufficient, this embodiment can be constructed at low cost.

【0036】以上はグラファイトに良く馴染む接着剤と
セラミックス粉末を混合したものを用い、これをグラフ
ァイトに塗布し、熱処理を加えることで、接着剤を炭化
させてセラミックスと炭素の混合層によるセラミックス
コーティング皮膜を形成するものであるが、これにより
得られる皮膜がグラファイト接着剤により若干の炭素成
分を含むことに対して、耐食性に支障が生じる場合も考
えられる。この場合の対処法を第2実施例として次に述
べる。
As described above, a mixture of an adhesive and a ceramic powder that is well compatible with graphite is used, and this is applied to graphite and heat-treated to carbonize the adhesive to form a ceramic coating film of a mixed layer of ceramics and carbon. However, it is conceivable that the corrosion resistance may be impaired due to the fact that the resulting coating contains some carbon component due to the graphite adhesive. A coping method in this case will be described below as a second embodiment.

【0037】(第2実施例)第1実施例の方法により、
セラミックス粉末と炭素の混合層によるセラミックスコ
ーティング皮膜5を形成したグラファイト3に対して、
次の処理をさらに加える。
(Second Embodiment) By the method of the first embodiment,
For graphite 3 on which a ceramic coating film 5 formed of a mixed layer of ceramic powder and carbon is formed,
The following process is further added.

【0038】すなわち、図1の(c)のセラミックスコ
ーティング皮膜5上に、図2の(a)の断面図に示すよ
うに、セラミックスの微粉末を溶射法、またはスラリを
塗布する方法等により、セラミックス成分の純度の高い
層を上面セラミックス層6として形成する。
That is, as shown in the sectional view of FIG. 2 (a), the ceramic coating film 5 of FIG. 1 (c) is sprayed with a fine ceramic powder by a spraying method or a slurry coating method. A layer having a high purity of ceramic components is formed as the upper surface ceramic layer 6.

【0039】これにより、第1実施例によるセラミック
スコーティング皮膜5上に、この皮膜5を覆って保護用
の上面セラミックス層6が形成される(図2の
(b))。この保護用の上面セラミックス層6は従来手
法を用いて形成するが、グラファイト表面に強固に形成
されたセラミックスコーティング皮膜5の上に形成する
ものであるから、セラミックスコーティング皮膜5上で
の安定も良く、また、セラミックス成分の純度も高いこ
とと、セラミックスコーティング皮膜5の全面を覆って
形成されることの2つの点から、外部との接触を抑制し
てセラミックスコーティング皮膜5の炭素による耐食性
の低下を抑制する効果が得られる。
As a result, a protective upper surface ceramic layer 6 is formed on the ceramic coating film 5 according to the first embodiment so as to cover the film 5 ((b) of FIG. 2). The upper surface ceramic layer 6 for protection is formed by a conventional method, but since it is formed on the ceramic coating film 5 firmly formed on the graphite surface, it is stable on the ceramic coating film 5 as well. Also, from the two points that the ceramic component has a high purity and is formed so as to cover the entire surface of the ceramic coating film 5, the contact with the outside is suppressed and the corrosion resistance of the ceramic coating film 5 due to carbon is lowered. The effect of suppressing is obtained.

【0040】このように第2実施例は、図1により形成
されたセラミックス粉末と炭素の混合層の上に(表層
に)、さらに、溶射法、またはスラリを塗布する方法等
により、セラミックス成分の純度の高い層を形成するこ
とにより、グラファイトの表面に形成したセラミックス
粉末と炭素の混合層を、セラミックス成分純度の高い表
層により保護するようにしたものであるから、グラファ
イトを保護する安定なセラミックスコーティング皮膜
を、容易に形成することができる。
As described above, in the second embodiment, the ceramic component is formed on the mixed layer of the ceramic powder and carbon formed according to FIG. 1 (on the surface layer) by the thermal spraying method or the method of applying the slurry. By forming a layer with high purity, the mixed layer of ceramic powder and carbon formed on the surface of graphite is protected by the surface layer with high purity of ceramic components, so a stable ceramic coating that protects graphite The film can be easily formed.

【0041】また、セラミックスコーティング皮膜5は
セラミックス粉末と炭素の混合層による下地があるの
で、溶射を行ってもグラファイト表面に、溶融したセラ
ミックスを直接接触させる心配はないから、適用可能な
セラミックスの材質も、従来の溶射法では困難であった
窒化物、炭化物にも拡張できる。
Further, since the ceramic coating film 5 has an underlayer made of a mixed layer of ceramic powder and carbon, there is no concern that the molten ceramic is brought into direct contact with the graphite surface even if thermal spraying is performed. However, it can be extended to nitrides and carbides, which were difficult with the conventional thermal spraying method.

【0042】また、接着剤とセラミックス粉末を混合、
塗布して乾燥する簡易な工法で済むため、本実施例はコ
スト的にも安価に施工できる。なお、本発明は上述した
実施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲
内で適宜、変形して実施し得るものである。また本発明
は、各種の溶解、鋳造等のプロセスに使用するグラファ
イトの保護用に、あるいは、真空蒸着等、金属の溶解処
理を前提とする成膜プロセスに使用するグラファイトの
保護用に、あるいは、大気中で使用される耐熱部材とし
てのグラファイトの保護用に使用できる。
Also, an adhesive and a ceramic powder are mixed,
Since a simple construction method of coating and drying is sufficient, this embodiment can be constructed at low cost. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented within the scope of the invention. Further, the present invention, various melting, for protecting the graphite used in processes such as casting, or for protecting the graphite used in the film forming process premised on the dissolution treatment of the metal, such as vacuum deposition, or, It can be used for protecting graphite as a heat resistant member used in the atmosphere.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上、種々の実施例を述べたが、要する
に本発明方法は、グラファイトの気孔に含浸し、かつ、
グラファイトとの接着性が良い接着剤であるコプナ樹脂
系等によるグラファイト接着剤に、セラミックス粉末を
混合したものをグラファイトの表面に塗布して、粉末の
状態でセラミックスが分布するセラミックスコーティン
グ皮膜を形成するようにしたものである。また、更には
これを下地のセラミックス皮膜とし、この下地セラミッ
クス皮膜に重ねて、さらに溶射法により、あるいは無機
バインダまたは有機バインダとセラミックス粉末等を混
合したものを塗布する方法等により、保護セラミックス
皮膜層を形成するようにしたものである。
The various embodiments have been described above. In short, the method of the present invention impregnates the pores of graphite, and
Applying a mixture of ceramic powder to a graphite adhesive made of Copuna resin, which is an adhesive with good adhesion to graphite, is applied to the surface of graphite to form a ceramic coating film in which ceramics are distributed in the powder state. It was done like this. Further, this is used as a base ceramic film, and the protective ceramic film layer is formed by superimposing it on the base ceramic film and further applying it by a thermal spraying method or by applying a mixture of an inorganic binder or an organic binder and ceramic powder or the like. Are formed.

【0044】そのため、グラファイト接着剤の強力な接
着効果とアンカー効果により、粉末状のセラミックス層
をグラファイト層上に強固な接着状態で形成でき、しか
も、簡易に実施できるので、安定性の良い強力なセラミ
ックス皮膜をグラファイト層上にコーティングできるよ
うになる。また、セラミックス粉末と炭素の混合層によ
るセラミックス層はセラミックス成分が表層にも存在す
るため、その表層に、再度、溶射法、またはスラリを塗
布する方法等を適用することにより、セラミックス成分
の純度の高い層をしっかりと安定性良く形成することが
可能であり、かつ、容易に形成できる。
Therefore, due to the strong adhesive effect and anchor effect of the graphite adhesive, the powdery ceramics layer can be formed on the graphite layer in a strongly adhered state, and can be easily implemented. A ceramic film can be coated on the graphite layer. Further, since the ceramic component is present in the surface layer of the ceramic layer formed by the mixed layer of the ceramic powder and carbon, the purity of the ceramic component can be improved by applying the thermal spraying method or the method of applying slurry again to the surface layer. It is possible to form a high layer firmly and with good stability, and it can be easily formed.

【0045】従って、本発明によれば、グラファイト表
面に密着力及び耐溶融金属性または環境との反応性に優
れたセラミックスコーティングが可能となる他、接着剤
とセラミックス粉末を混合、塗布して乾燥する工法であ
るため、コスト的にも安価に施工でき、また、適用する
セラミックスも、従来の溶射法では困難であった窒化
物、炭化物にも拡張できる等の特徴を有するセラミック
スコーティング方法を提供できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to form a ceramic coating having excellent adhesion and resistance to molten metal or reactivity with the environment on the surface of graphite, as well as mixing and coating an adhesive and ceramic powder and drying. It is possible to provide a ceramics coating method that has a feature that it can be applied at low cost because it is a construction method that can be applied, and that the applied ceramics can be extended to nitrides and carbides that were difficult with the conventional thermal spraying method. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第1実施例としてのセラミックスコーティング
皮膜形成方法を説明するための断面図。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
Sectional drawing for demonstrating the ceramic coating film forming method as 1st Example of this invention.

【図2】本発明の実施例を説明するための図であって、
第1実施例によるセラミックスコーティング皮膜の表層
に、さらにセラミックス成分の純度の高い保護用の上面
セラミックス層を溶射法等で形成するセラミックスコー
ティング例を示す工程図。
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a process diagram showing an example of ceramic coating in which a protective upper surface ceramic layer having a high purity of ceramic components is formed on the surface layer of the ceramic coating film according to the first embodiment by a thermal spraying method or the like.

【図3】従来例を説明するための図であって、従来の溶
射工法でセラミックスコーティング皮膜を施工した一例
を示す断面図。
FIG. 3 is a view for explaining a conventional example and is a cross-sectional view showing an example in which a ceramic coating film is applied by a conventional thermal spraying method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…セラミックス粉末 2…接着剤 3…グラファイト 4…グラファイトの気孔 5…セラミックスコーティング皮膜 1 ... Ceramic powder 2 ... Adhesive 3 ... Graphite 4 ... Graphite pores 5 ... Ceramic coating film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 グラファイト材料の表層に、セラミック
ス材料をコーティングする方法として、グラファイト相
互間の接着用のグラファイト接着剤とセラミックス粉末
を混合したものを、グラファイトの表面に塗布してセラ
ミックス粉末の混合層を形成することにより、セラミッ
クス皮膜を形成することを特徴とするグラファイトへの
セラミックスコーティング方法。
1. A method for coating a surface of a graphite material with a ceramic material, wherein a mixture of graphite adhesive for adhering graphite to each other and ceramic powder is applied to the surface of graphite to form a mixed layer of ceramic powder. A method for coating ceramics on graphite, which comprises forming a ceramics film by forming a film.
【請求項2】 グラファイト材料の表層に、セラミック
ス材料をコーティングする方法として、グラファイト相
互間の接着用のグラファイト接着剤とセラミックス粉末
を混合したものを、グラファイトの表面に塗布した後、
加熱してグラファイト接着剤の炭化物とセラミックス粉
末の混合層を形成することにより、セラミックス皮膜を
形成することを特徴とするグラファイトへのセラミック
スコーティング方法。
2. A method of coating a ceramic material on a surface layer of a graphite material, which comprises applying a mixture of a graphite adhesive for adhering graphite to each other and ceramic powder onto a surface of graphite,
A ceramic coating method for graphite, which comprises forming a ceramic film by heating to form a mixed layer of a carbide of a graphite adhesive and a ceramic powder.
【請求項3】 グラファイト材料の表層に、セラミック
ス材料をコーティングする方法として、グラファイト相
互間の接着用のグラファイト接着剤とセラミックス粉末
を混合したものを、グラファイトの表面に塗布した後、
加熱してセラミックス粉末の混合層を形成し、その後、
この混合層上に重ねて、溶射法により若しくは、無機バ
インダまたは有機バインダとセラミックス粉末の混合物
塗布により、上層セラミックス皮膜を形成してセラミッ
クス皮膜とすることを特徴とするグラファイトへのセラ
ミックスコーティング方法。
3. A method of coating a ceramic material on a surface layer of a graphite material, which comprises applying a mixture of a graphite adhesive for adhering graphite to each other and ceramic powder onto a surface of graphite,
Heat to form a mixed layer of ceramic powder, then
A method of coating ceramics on graphite, which is characterized by forming an upper ceramics film by forming a ceramics film on the mixed layer by a thermal spraying method or by applying a mixture of an inorganic binder or an organic binder and ceramics powder.
JP28992394A 1994-11-24 1994-11-24 Ceramic coating on graphite Withdrawn JPH08151282A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28992394A JPH08151282A (en) 1994-11-24 1994-11-24 Ceramic coating on graphite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28992394A JPH08151282A (en) 1994-11-24 1994-11-24 Ceramic coating on graphite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08151282A true JPH08151282A (en) 1996-06-11

Family

ID=17749520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28992394A Withdrawn JPH08151282A (en) 1994-11-24 1994-11-24 Ceramic coating on graphite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08151282A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141123A (en) * 2010-12-30 2012-07-26 General Electric Co <Ge> Methods, systems and apparatus for detecting material defects in combustors of combustion turbine engines
JP2012140938A (en) * 2010-12-30 2012-07-26 General Electric Co <Ge> Method, system and apparatus for detecting material defect in combustor of combustion turbine engine
JP2015174814A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 日清紡ケミカル株式会社 Oxide-coated carbon material with coating adhesion enhanced and production method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141123A (en) * 2010-12-30 2012-07-26 General Electric Co <Ge> Methods, systems and apparatus for detecting material defects in combustors of combustion turbine engines
JP2012140938A (en) * 2010-12-30 2012-07-26 General Electric Co <Ge> Method, system and apparatus for detecting material defect in combustor of combustion turbine engine
JP2015174814A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 日清紡ケミカル株式会社 Oxide-coated carbon material with coating adhesion enhanced and production method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101153560B1 (en) A method of brazing composite material parts sealed with a silicon-based composition
JP4877880B2 (en) Ceramic material containing a layer that preferentially reacts with oxygen
US8357423B2 (en) Method for making a refractory carbide layer on a part made of C/C composite material
US5958583A (en) Alumina-based protective coating for ceramic materials
CN1328413C (en) Method for removing at least one area of a layer of a component consisting of metal or a metal compound
JPH08151282A (en) Ceramic coating on graphite
CA2433907C (en) A method of making a continuous coating on the surface of a part
US5209950A (en) Composition for sic pack cementation coating of carbonaceous substrates
JPS6045704B2 (en) Surface treatment prevention method
JP3577598B2 (en) Method for producing molten metal bath member having coating excellent in molten metal corrosion resistance and peeling resistance
JPS6143318B2 (en)
JPH08133877A (en) Method for coating graphite with ceramic
JPH09256168A (en) Coating method on graphite
JP3163551B2 (en) Stress relief type oxidation resistant coating construction method
JP2589511B2 (en) SiC structural material for steam resistant atmosphere
US5756160A (en) Surface protection for carbon composite materials
JPS63216980A (en) Composite heat-resisting member
JPH08151283A (en) Coating on graphite and heat-resistant material
JP2585548B2 (en) Hermetic ceramic coating and method for producing the same
JP2965963B1 (en) Oxidation resistant material
JPH01270574A (en) Ceramics-joining component and joining method thereof
JP3060590B2 (en) High temperature heat resistant material
JP3228489B2 (en) Surface treatment method for C / C material
JPH0575953B2 (en)
JPH03153500A (en) Heat protection structure for space equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020205