[发明专利]具有热喷涂被覆层的碳材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳材料，其在表面具有密合性、耐腐蚀性及耐氧化消耗性优异的热喷涂被覆层，可以合适地应用于烧结碳制的各种辊筒类、金属及玻璃质熔化坩埚、反应容器、各种电池及电解用电极、飞行体结构构件、发热体等中。

背景技术

以往，作为弥补碳材料的耐氧化消耗性、表面硬度低的方法，对于在碳材料的表面设置硬度高的被覆层、或设置用于防止与氧的接触的被覆层的被覆碳材料公开过很多的发明。

例如在专利文献1中，公开过如下的碳-碳化硅复合材料的制造方法，其特征在于，将平均细孔半径为0.5μm以上的碳基材加工为产品形状，对于所得的原材料，仅在规定的部分涂布树脂或在其溶剂液中混合悬浊金属Si粉而得的浆液，并干燥、固化，再在1500℃以上烧成。

但是，就专利文献1中公开的碳-碳化硅复合材料而言，在大气气氛中暴露于600℃以上的气氛中的情况下的耐氧化消耗性并不充分。即，在严酷的环境下的使用中，难以抑制基材的碳材料的氧化消耗。

另外，在专利文献2中，公开过如下的碳构件，是具有金属热喷涂被覆层的碳构件，在预先进行了喷砂处理的碳基材的表面，形成选自相对于碳的线性膨胀系数比为0.73～1.44，界面中的与碳的化学亲和力大的元素之中，Cr、Ti、V、W、Mo、Zr、Nb及Ta中的任意1种以上的金属或其合金的热喷涂被覆层，具有密合性优异的金属热喷涂被覆层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平08-012474号公报

专利文献2：日本特开平05-070268号公报

发明内容

发明所要解决的问题

上述专利文献2中公开的具有金属热喷涂被覆层的碳构件中，由于在碳基材的表面直接形成金属热喷涂被覆层，因此难以获得基材与金属热喷涂被覆层的高密合性。

本发明是鉴于上述的实际情况而想出的发明，其目的在于，提供一种具有碳质基材与热喷涂被覆层的密合性优异的热喷涂被覆层的碳材料。

用于解决问题的方法

为了达成上述目的，本发明的具有热喷涂被覆层的碳材料的特征在于，具备：碳质基材；含有碳化硅的碳化层，其形成于该碳质基材的表面，算术表面粗糙度Ra为1μm以上，维氏硬度HV为50以上，至少一部分渗透到上述碳质基材中，存在有渗透部的渗透深度为50μm以上的部分；和热喷涂被覆层，其形成于该含有碳化硅的碳化层的表面，上述热喷涂被覆层由可以与上述含有碳化硅的碳化层中的硅形成硅化物的物质形成，上述硅化物在形成上述热喷涂被覆层时的热喷涂时由上述物质和上述硅形成。

发明的效果

根据本发明，由于含有碳化硅的碳化层与碳质基材牢固地密合，并且热喷涂被覆层与含有碳化硅的碳化层牢固地密合，因此起到大幅度提高碳质基材与热喷涂被覆层的密合性的优异的效果。

附图说明

图1是第一实施例的实施例1的碳材料的剖面图。

图2是第一实施例的实施例2～5的碳材料的剖面图。

图3是表示碳材料A2及碳材料Z10的加热减量的推移的曲线图。

图4是进行碳材料A2的耐氧化试验后的剖面照片。

图5是碳材料C2的剖面SEM照片。

图6是碳材料C3的剖面SEM照片。

图7是碳材料D1的剖面SEM照片。

图8是碳材料D2的剖面SEM照片。

图9是碳材料D3的剖面SEM照片。

具体实施方式

本发明的具有热喷涂被覆层的碳材料的特征在于，具备：碳质基材；含有碳化硅的碳化层，其形成于该碳质基材的表面，算术表面粗糙度Ra为1μm以上，维氏硬度HV为50以上，至少一部分渗透到上述碳质基材中，存在有渗透部的渗透深度为50μm以上的部分；和热喷涂被覆层，其形成于该含有碳化硅的碳化层的表面，上述热喷涂被覆层由可以与上述含有碳化硅的碳化层中的硅形成硅化物的物质形成，上述硅化物在形成上述热喷涂被覆层时的热喷涂时由上述物质和上述硅形成。

如果是上述构成，则由于本来密合性高的含有碳化硅的碳化层与碳质基材的密合性变得极为牢固，并且热喷涂被覆层与含有碳化硅的碳化层牢固地密合，因此碳质基材与热喷涂被覆层的密合性大幅度提高。