论文部分内容阅读
本课题的目的旨在不锈钢表面加涂无机保护涂层,提高不锈钢的抗高温氧化性,耐磨性和防腐蚀性。在制备适合中高温使用的陶瓷涂层时,分别研究了骨料粒度及级配,结合剂磷酸二氢铝的Al/P对涂层耐磨性的影响。研究表明,当结合剂的Al/P为0.4～0.49,粗颗粒含量为40%时耐磨性最好。涂层耐20℃—450℃循环8次。适用温度500℃。本课题重点制备了高温涂层,实验中主要采用高温熔烧法,在不锈钢管上制备出了高温耐磨防腐抗氧化陶瓷涂层,能够耐900℃的高温。对陶瓷涂层的结合力,涂层的耐磨性和抗高温氧化性等性能进行了测试,对影响性能的因素进行了分析研究。实验研究表明,加入适量的羧甲基纤维素钠能改善涂层料浆的悬浮稳定性和粘结性能。沉降试验和电位测试表明在pH=7～8时羧甲基纤维素钠加入量在0.15%时料浆稳定性最好。涂层随硅酸锆加入量的增加耐磨性提高,超细粉体的加入提高了涂层的耐磨性。在测试抗氧化性能时,采用氧化增重法测试涂层/合金基体的抗高温氧化性,研究表明,对于无涂层试样,氧化速率一直很高,而有涂层试样氧化速率较低,虽后期有所升高,但是低于无涂层试样。在对涂层的抗热冲击性能及界面结合机理进行研究时,通过电镜观测和能谱分析表明,涂层与基体界面结合良好,有一薄层过渡层生成,对不锈钢基体表面在90℃的条件下进行化学预氧化,将制备的涂层试样经900℃→25℃空冷测试其热震稳定性,热震稳定循环次数均在15次以上。分析研究表明经氧化预处理后基材表面生成了多孔牢固结合的氧化物,粗化了基体表面,与陶瓷涂层形成了梯度过渡层,明显提高了其抗热震性能。本实验还采用了逐层车削等方法对涂层与基体的结合力进行了测试,过渡层车削面光滑,没有壳状剥落,涂层与基体结合良好。最后,本课题对梯度涂层进行了初步的制备研究,用真空熔烧法制备出了梯度涂层。测试结果表明,梯度涂层的抗热震性优于传统单层涂层。