耐候钢材常用于工作环境比较恶劣的场合,例如发电厂的空气预热器之中,常受到高温以及酸性气体的腐蚀,而搪瓷涂层具有优异的耐高温和化学稳定性,因此将搪瓷涂层应用于耐候钢材的表面防护成为如今的研究热点。通常耐候钢材之中含有一些为提高耐腐蚀性能而添加的合金元素,不利于瓷层与基材的密着。本研究是在山东琦泉公司生产的瓷釉基础上,研制出了具有优异耐酸性能、耐冲击性能和耐温差急变性能的釉料。瓷釉的理化性能主要和搪烧工艺、原料组分有关。本文通过调整瓷釉配方制备出了表面平整并具有光泽度的瓷层,搪烧温度范围为930⁹50℃。为降低搪烧温度以及改善瓷层与基材热膨胀系数相容性,选择提高组分中Li₂O含量并相应降低SiO₂含量,研究结果表明:Li₂O加入量为2.0wt.%时,搪烧温度降至890℃,瓷釉的高温粘度降低;瓷层与基材的扩散作用增强,提高了瓷层与基材的耐冲击强度;Li₂O具有促进瓷釉分相的作用,从而提高瓷层组织的细腻度以及瓷层表面的平整度;降低Si O₂含量提高了瓷釉的热膨胀系数,改善了瓷釉与金属基材的相容性。当氧化锂含量从0.4wt.%增加至2.0wt.%,瓷层的酸腐蚀量从20.83 g/m²降至9.47 g/m²,热震温度从375℃增至425℃,耐冲击强度从13000 g.cm增至16000 g.cm。ZrO₂常被用于提高材料的稳定性与使用性能,但过量容易导致搪烧温度过高,瓷釉的高温粘度增大,因此选择合适的添加量对改善瓷层性能具有积极意义。实验结果表明,当ZrO₂掺杂量小于1 wt.%时,结构更加致密完整,其体积密度、氧原子堆积密度以及耐酸性均随着ZrO₂含量的增加而上升;当ZrO₂掺杂量超过1 wt.%后,瓷层表面缺陷增多,结构稳定性以及耐酸性能均随着ZrO₂含量的增加而下降;当ZrO₂掺杂量为1 wt.%时,瓷层耐酸性能最优,酸腐蚀量低至4.72 g/m²。适量掺杂ZrO₂能够有效增强瓷层网络结构,改善致密性,提高化学稳定性。CeO₂一般在玻璃组分中作为澄清剂,可以降低玻璃熔体高温粘度,少量添加可以很大程度上改善玻璃使用性能,因此选择合适掺杂量以改善瓷层的组织致密性。实验结果表明:氧化铈的加入,降低了瓷釉的玻璃化转变温度,瓷层表面更加光滑,组织更加细腻;氧化铈的加入降低了搪烧过程中瓷釉熔体的粘度,瓷层和基材的相互扩散能力提高,其耐冲击强度得到了明显改善;氧化铈的加入,对瓷釉的线性膨胀系数影响不大,其线性膨胀系数呈现波动状态,导致瓷层的耐温差急变性能也是呈现波动状态。当CeO₂掺杂量在0.8 wt.%-1.2 wt.%,瓷层耐酸性达到最大值,耐酸重量为3.14 g/m²;当CeO₂掺杂量在1.6%时,瓷层耐冲击强度最大,为23500 g.cm。