גרפיט הוא חומר בעל יציבות כימית מעולה. זה כמעט אינרטי מבחינה כימית בתנאים מפחיתים. כאשר הוא יוצר קשר עם סיגים נוזליים ומוצקים אחרים בטמפרטורות גבוהות, קשה להחדיר ולהמיס אותו על ידי סיגים. לגרפיט מוליכות תרמית גבוהה, מקדם התפשטות תרמית נמוך ועמידות בפני זעזועים תרמיים מעולה. ניתן להשתמש בו בהצלחה בתהליך ההיתוך התקופתי של מתכות לא ברזליות ב-800 מעלות -1300 מעלות כאשר הוא עשוי להיתוך גרפיט.
חומר גרפיט מתחיל להתחמצן באווירה מחמצנת עם טמפרטורה מעל 400 מעלות, ומהירות החמצון מואצת מעל 800 מעלות, וקל מאוד להגיב כימית עם גזים מחמצנים ולהישבר. שחרור פחמים יוביל למבנה ארגוני רופף, עמידות בפני שחיקת סיגים ועמידות בפני זעזועים תרמיים תפחת מאוד, ואף נזק עקב אובדן חוזק עקב מבנה רופף.
|
|
על מנת לשפר את עמידות החמצון של חומרי גרפיט, חוקרים ביצעו מספר מחקרים ופיתחו מספר אמצעי הגנה, ביניהם שיטת הציפוי נפוצה יותר.
שיטת הציפוי היא ציפוי המשטח החיצוני של חומר הגרפיט בציפוי עמיד לחמצון על מנת לבודד את חומר הגרפיט מהגז המחמצן ולמנוע אובדן חמצון. סוג זה של חומר ציפוי צריך להיות בעל התכונות הבאות:
(1) עמידות בטמפרטורה גבוהה;
(2) מקדם ההתפשטות התרמית קרוב ותואם כימית למטריצת הפחמן;
(3) יציבות כימית טובה, לא קל לנידוף, עמידות חזקה לשחיקת סיגים;
(4) מקדם הדיפוזיה של החמצן נמוך.
לטנטלום המתכת העקשן יש נקודת התכה גבוהה והוא יכול להתנגד לשחיקה של גזים תגובתיים חמים, כך שהוא חומר אנטי אבלציה טוב. ציפוי הטנטלום והגרפיט הם בעלי תכונות התקשרות עצמיות, ולכן חוזק ההדבקה עם משטח הגרפיט גבוה, מה שיכול להבטיח שהציפוי לא ייפול במהלך תהליך ההיתוך. הפיתוח והשימוש הרציונלי של ציפוי טנטלום יכולים לשפר את חיי השירות של כור היתוך גרפיט, לחסוך בעלויות, ולהשיג יתרונות כלכליים טובים וערבויות בטיחות.
