在真空炉中，石墨电极头的渗碳处理 （Carburization）是一种经过高温分散使碳元素渗透到金属或合金外表，以进步其耐磨性、耐高温性和导电功能的工艺。然而，石墨电极头自身由碳组成，渗碳处理对其影响较小，但或许涉及石墨电极头与金属接触部位的碳分散或石墨外表改性。以下是相关技术要点：
1.石墨电极头渗碳处理的适用场景
金属-石墨接触面强化：当石墨电极头与金属（如钼、钨、不锈钢）衔接时，高温下碳或许向金属分散，构成金属碳化物层 （如Mo2C、WC），进步结合强度，但或许添加脆性。
石墨外表改性：经过渗碳（或沉积碳）添补石墨外表孔隙，削减氧化和蒸发损耗。
2.渗碳工艺参数
(1) 温度与时刻
温度规模：1000~1600℃（低于石墨的升华温度，但足以激活碳分散）。温度过高（＞1800℃）或许导致石墨结构疏松。
保温时刻：通常1~4小时 ，取决于所需渗碳层厚度（一般方针为10~50μm）。
(2) 气氛操控
渗碳介质：
甲烷（CH2）或 丙烷（C2H2）：在高温下裂解生成活性碳原子。
CO/H2混合气：适用于可控性要求高的场景（如半导体设备）。
真空渗碳：在真空度下通入渗碳气体，避免杂质干扰。
(3) 压力与流量
气体压力：常压或低压（0.1~1atm），过高压力或许导致石墨外表沉积不均匀。
流量操控：甲烷流量主张0.5~2 L/min（根据炉膛容积调整）。
3.渗碳层特性与影响
(1) 石墨电极头的影响
外表细密化：渗碳可填充石墨外表孔隙，下降氧化速率，但或许细微下降导热性。
金属-石墨界面反响：若电极头衔接金属部件，渗碳会构成金属碳化物过渡层 ，或许进步导电性但添加脆性危险。
(2)金属部件的碳分散
碳化物层构成：例如钼电极外表生成 Mo2C （硬度高但脆），需操控层厚（＜20μm）。
功能变化：
长处：进步耐磨性和高温稳定性。
缺陷：或许下降金属的延展性，导致开裂危险。
4.工艺优化主张
(1) 梯度渗碳
分段温度操控：先低温（1000℃）预渗，再升至方针温度（如1400℃），削减热应力。
(2) 后处理
高温退火：渗碳后缓慢冷却或在慵懒气氛中退火（如Ar），缓解内应力。
外表涂层：在渗碳层外沉积SiC或Al2O2涂层，进一步抗氧化。
(3) 参数监控
在线检测：运用红外光谱（IR）或质谱仪（MS）实时监测渗碳气体分解产物。
5.代替计划
若方针仅为进步石墨电极头的耐用性 ，可考虑：
抗氧化涂层 （如SiC、TaC）代替渗碳。
运用高密度石墨 （如IG-110）削减孔隙率。
经过合理操控渗碳参数，石墨电极头可在金属-石墨复合组件中发挥更优功能，但需权衡碳化物层的利弊。主张先经过小试（如SEM+EDS分析）验证工艺效果。
