[发明专利]一种表面涂覆碳化钽涂层的石墨热场材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表面涂覆碳化钽涂层的石墨热场材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)石墨表面高压水处理：采用高压水包含球型碳黑的方法对石墨件表面进行表面处理，使得石墨件表面变得凹凸不平；

(2)等离子粉体的共混：将高纯钽粉的去离子水溶液和高纯石墨烯的水溶液通过高压水枪同时喷到一个容器中进行共混，共混后过滤和干燥，得到等离子喷涂粉体；

(3)等离子体喷涂：利用激光等离子喷涂设备，将等离子喷涂粉体等离子体化，通过往复来回快速喷涂在经过步骤(1)表面处理后的石墨件表面；

(4)高温渗碳原位碳化钽化：将经过步骤(3)喷涂后的石墨件在1500-2800℃的温度，氩气气氛下，钽粉和石墨烯粉以及石墨基体相互渗透进行原位反应生成碳化钽，形成碳化钽涂层。

2.根据权利要求1所述的表面涂覆碳化钽涂层的石墨热场材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)石墨表面高压水处理过程中，所述球型碳黑的直径为5-10μm ，杂质含量低于2ppm，水为去离子水，碳黑为去离子水质量的5-20％，水压为5-10MPa。

3.根据权利要求1所述的表面涂覆碳化钽涂层的石墨热场材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)等离子粉体的共混过程中，所述钽粉为直径5-10μ m 的球型钽粉，其杂质含量小于2ppm；石墨烯为10-20层的石墨烯片，石墨烯的边长为5-10μ m ；钽粉与石墨烯的质量比为(14-16)：1。

4.根据权利要求1所述的表面涂覆碳化钽涂层的石墨热场材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)等离子体喷涂过程中，激光等离子体设备喷涂电流为600-700A，主气氩气的流量为40-60L/min，辅气氢气的流量为10-15L/min，喷距为80-150mm，送粉速率为40-60g/min。

5.根据权利要求1所述的表面涂覆碳化钽涂层的石墨热场材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)高温渗碳原位碳化钽化过程中，升温速率为50-300℃/h，从室温直接升温到1500-2800℃，反应时间为2h-6h。

6.权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到的石墨热场材料。