【摘 要】
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无取向电工钢因其出色的电磁性能被广泛应用于制造各类电器元件,但其层间电阻较小易发生短路,且工作时产生的涡流会增加设备的功率损耗,同时钢材在生产运输过程中也面临着严重的腐蚀问题,因此需要在其表面施加绝缘耐蚀涂层以改善性能。磷酸盐涂层具有良好的综合性能且无毒无污染,在满足无取向电工钢应用需求的同时也满足对环境保护的要求。本文以磷酸盐成膜剂为基础,将稀土钝化剂、硅烷偶联剂和聚氨酯添加剂按一定顺序与比例复
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无取向电工钢因其出色的电磁性能被广泛应用于制造各类电器元件,但其层间电阻较小易发生短路,且工作时产生的涡流会增加设备的功率损耗,同时钢材在生产运输过程中也面临着严重的腐蚀问题,因此需要在其表面施加绝缘耐蚀涂层以改善性能。磷酸盐涂层具有良好的综合性能且无毒无污染,在满足无取向电工钢应用需求的同时也满足对环境保护的要求。本文以磷酸盐成膜剂为基础,将稀土钝化剂、硅烷偶联剂和聚氨酯添加剂按一定顺序与比例复配出一系列涂层。对涂液配制工序与固化工艺进行了筛选;根据国家标准对不同涂层的固含量、粘度、铅笔硬度、附着性、耐蚀性、二次退火性能进行了评价。采用扫描电子显微镜/X射线能谱仪（SEM/EDS）、激光显微共聚焦拉曼光谱仪（CRM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描振动电极技术（SVET）、电化学工作站和显微硬度仪,对各组分之间的相互作用、涂层的形成机理及耐蚀性能进行了探究。试验结果表明,在磷酸盐成膜剂中依次添加稀土钝化剂、硅烷偶联剂和聚氨酯添加剂并以250℃+150 s的工艺固化后所得的涂层,其各项性能均高于工业标准,充分满足无取向电工钢的应用要求。进一步研究表明,该涂层以水合磷酸铝与水合磷酸氢镁为成膜材料,硅溶胶附着于涂层表面形成扩散双电层,在吸附溶液中Na+的同时可隔绝腐蚀性的Cl-;稀土钝化剂的加入形成稀土复合膜,对基材具有一定的钝化作用,其氧化物可填充单一成膜剂表面的孔洞缺陷,初步提升涂层的耐蚀性;硅烷偶联剂可均匀稀土氧化物的分布,并阻碍磷酸盐单元的团聚使其以更稳定的PO43-单元结构存在,同时硅烷偶联剂与基材形成牢固的共价键也大大增强了涂层的附着性;进一步添加聚氨酯可与原涂层形成交联网状结构,进而提升涂层的综合性能并增强其耐蚀性。此外,SVET测试和显微硬度测试结果表明,该涂层在受损后其破损区域不易扩大,仍对基材有持续的保护作用。
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