周 彪，方尘逸，孙绪坤，李玥蓉，柯 巍，韩腾奔

(1.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院，北京 100083；2.武汉船用电力推进装置研究所，湖北 武汉 430000)

0 引言

石墨作为碳的同素异形体，具有良好的热稳定性、化学稳定性以及可加工性，并且由于其出色的导电性能，在石化、冶金、微电子、航空等领域得到广泛应用[1]。但石墨和其他碳材料相同，具有高温下易氧化的缺点。空气条件下，石墨质量在450 ℃开始缓慢减小，当环境温度超过750 ℃[2]，石墨的质量损失呈现加速趋势，使该条件下的石墨使用寿命急剧缩短。传统的电解铝生产中，石墨电极的工作温度为700～800 ℃，该温度下石墨的质量损失剧烈[3-4]。随着质量不断减小，石墨电极的重心会发生变化，工作过程中出现噪声、震动等现象，严重时导致电极断裂，引发人员伤亡和火灾事故[5]。

针对石墨高温下的安全隐患，国内外已进行相关研究，根据作用原理其改进技术可分为3种：基体改性法、表面涂层法和溶液浸渍法[6]。Klein等[7]基于气相渗透技术对石墨复合材料进行基体改性，发现1 000 ℃高温处理后的石墨质量仍能保持稳定，其失重率仅为0.7%；刘琛[8]通过掺杂改性技术提高石墨的安全性能，其能根据材料种类和含量制备不同应用环境的石墨基体；姜岩等[9]制备1种适用于石墨电极的Si-SiC-ZrB2复合涂层，使电极在1 500 ℃下循环处理48 h后，质量变化率仅为0.84%，且涂层表面仍然保持致密；谢苏江等[10]、朱宗亮等[11]用不同浓度的浸渍溶液处理柔性石墨，从力学性能、密封性能和质量损失率等方面对柔性石墨的低温膨胀性能进行评价。……