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通过溶胶-凝胶工艺,以金属醇盐(Zr(OC4H9)4)为原料采用浸渍-提拉法在304奥氏体不锈钢基体表面制备了一、二、三层氧化锆陶瓷薄膜,研究了氧化锆薄膜对不锈钢基体表面抵抗腐蚀和摩擦磨损特性的影响。 利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等分析测试手段系统地研究了热处理温度对氧化锆薄膜物相组成、微观结构与形貌的影响,结果表明:氧化锆在500℃时主要以四方相结构稳定存在,随着热处理温度升高与涂覆薄膜层数增加,氧化锆晶粒不断生长并逐渐向单斜相转变,样品表面粗糙度逐渐减小。 利用动电位极化曲线,评价了涂膜样品在5%NaCl中的电化学腐蚀行为,并与未涂膜基体进行比较,结果显示:随着表面涂覆薄膜层数的增加,样品的极化电阻值与腐蚀电流逐渐增大,氧化锆薄膜有效提高了不锈钢的耐蚀能力,但由于热处理温度较低使得有机物挥发所产生的气孔无法愈合及氧化锆晶粒长大所造成的晶粒间缝隙增加等缺陷,500℃与700℃时热处理的单层氧化锆薄膜对基体没有起到防护作用。 采用表面性能综合测试仪,研究了氧化锆薄膜的摩擦性能及摩擦磨损机理,结果表明:在低载荷低速条件下,600℃热处理的单层氧化锆薄膜与GCr15钢球对磨时具有优良的抗磨减摩性能;随着载荷和滑动速度增大,薄膜的摩擦系数增大,耐磨寿命降低;经500℃~700℃热处理的涂覆单层氧化锆薄膜试样的耐磨寿命,比同温度下其余涂膜样品高。