专利名称：一种表面涂层的碳化硅发热体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面涂层的碳化硅发热体，尤其涉及一种能提高其在腐蚀环境中特别是氮气气氛中的使用寿命的表面涂层的碳化硅发热体。
背景技术：
在工业电炉中使用的碳化硅发热体又称硅碳棒，其表面可涂层。通常碳化硅发热体都是由再结晶法制造的。而且，加入烧结黏接剂等添加物可以避免不纯物的混入，所以可以制造出纯度高，具有低阻抗电器特性等物理性能稳定的发热体，并被广泛的应用。
再结晶碳化硅发热体是由碳化硅粉加上有机黏合剂混合成型之后经2100摄氏度以上的高温再结晶而促使碳化硅晶粒间的结合，形成新的组织。此新组织的结构中含有碳化硅的晶粒及晶粒间的接合部位，该接合部位的大小，数量的多少不对其机械强度和电器特性产生影响，而是影响其化学的耐久性，也就是说对于发热体的使用寿命具有相当重要的支配作用。因为该碳化硅晶粒间的接合部位相对于其它部位而言耐腐蚀性较弱，当发热体被腐蚀性气体所侵蚀时，该接合部位将首先受到侵蚀而劣化，从而影响该发热体的长期稳定使用。若将碳化硅发热体置于氮气气氛中，在1400摄氏度以上的高温下使用时，碳化硅将发生反应并生成氮化硅，从而使碳化硅发热体的表面被分解，阻抗增加并使其使用寿命大大缩短。
发明内容
本发明的目的在于提出一种表面涂层的碳化硅发热体，通过在此发热体的表面覆着一层由氮化硅及二氧化硅组成的混合物的涂层，提高其在氮气环境中的使用寿命，从而提供在氮气环境中使用寿命同样稳定的表面涂层的碳化硅发热体。
本发明是这样实现的一种表面涂层的碳化硅发热体，包括碳化硅发热体及其表面的涂层，该表面涂层由重量百分比为80％-95％的氮化硅及重量百分比为20％-5％的二氧化硅组成。该氮化硅及胶态二氧化硅等混合后，进行粉碎与搅拌，将所形成的泥浆状混合物用喷射法喷在所述碳化硅发热体的发热部表面上，待此碳化硅发热体完全干燥后，将其通电至表面温度达1350几度后在空气中保持5分钟左右，使其通过自身加热将涂层烧结于发热部表面。
本发明可在长时间的通电时间下，保持较小的阻抗增加率，可在特殊的腐蚀环境下长期稳定使用，给工业产业带来了很大的效益。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
在单独涂覆氮化硅时，不能保证将所有的气孔覆盖，故本发明针对这一点而增加了二氧化硅以填充其余的气孔，从而使所有的气孔都能被涂层所封闭。并且由于二氧化硅的存在使得碳化硅发热体本身与涂层材料间增加了结合强度，提高了熔着力，可以完全避免剥离现象，从而产生具有长期稳定的使用寿命的带涂层的碳化硅发热体。
本发明将粒度在50微米以下的氮化硅微粉270克，与二氧化硅固态含量约为30克的溶硅150克放入瓷制的混搅机中进行大约一小时的粉碎与搅拌。将所形成的泥浆状的混合物用喷射法喷在外径为20毫米，发热部长30毫米，全长800毫米的碳化硅发热体的发热部表面上。待此碳化硅发热体完全干燥后，将其通电至表面温度达1350摄氏度后在空气中保持5分钟左右，使其通过自身加热将涂层烧结于发热部表面，从而形成表面涂层的碳化硅发热体。此发明是通过给碳化硅发热体表面涂层而延长其使用寿命，特别是在氮气气氛等腐蚀性环境中使用时保持其通常使用寿命的技术。
为进行表面涂层效果的调查，将四只被涂层的碳化硅发热体安装于一个宽300米高100米深200米的电气炉中，并将此电气炉设置为氮气环境(流量为5升/分钟；露点为-30摄氏度，炉内温度设置为1450摄氏度，发热体表面负荷为6瓦/平方厘米，使发热体连续工作。为了进行比较，如表1所示，同时列出了与本发明试验品同一条件的没有涂层的产品；仅含氮化硅涂层的产品及涂层中二氧化硅含量比本发明中多30％的产品的阻抗增加率相对于通电时间的测定值。
从图表中可见，无涂层的产品仅经600小时就熔断了；涂层中仅含氮化硅的产品及涂层材料比例为氮化硅70％，二氧化硅30％的产品均伴有涂层脱落，阻抗增加率逐渐增大的趋势。而本发明的实验品与其它例子相比则具有稳定的涂层形成，即使在长达1200小时的通电时间下其阻抗增加率仍较小。
权利要求
1.一种表面涂层的碳化硅发热体，包括碳化硅发热体及其表面的涂层，其特征在于，所述表面涂层由重量百分比为80％-95％的氮化硅及重量百分比为20％-5％的二氧化硅组成。
2.如权利要求1所述的一种表面涂层的碳化硅发热体，其特征在于，所述氮化硅及二氧化硅等混合后，进行粉碎与搅拌，将所形成的泥浆状混合物用喷射法喷在所述碳化硅发热体的发热部表面上，待此碳化硅发热体完全干燥后，将其通电至表面温度达1350度后在空气中保持5分钟左右，使其通过自身加热将涂层烧结于发热部表面。
全文摘要
一种表面涂层的碳化硅发热体，通常碳化硅发热体是由再结晶法制造的，因碳化硅晶粒间的接合部位相对于其他部位而言耐腐蚀性较弱，当发热体被腐蚀性气体所侵蚀时，该接合部位将首先受到侵蚀而劣化，从而影响发热体的长期稳定使用。本发明通过在碳化硅发热体表面涂覆一层由氮化硅和二氧化硅组成的混合物，使发热体在特殊的腐蚀环境中特别是氮气气氛中也能长期稳定的使用，给工业产业带来了很大的效益，并得到了广泛的使用。
文档编号H05B3/64GK1480429SQ0213683
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者水野善章 申请人:上海东康高热耐火制品有限公司