不銹鋼基體表面陶瓷涂層的制備及性能表征.pdf

1、隨著現(xiàn)代尖端科技的發(fā)展,要求金屬材料具有耐高溫、耐腐蝕、抗磨損及抗火焰沖刷等性能,傳統(tǒng)金屬材料已不能滿足要求。通過表面涂覆技術(shù)改善金屬材料的使用性能是一種有效途徑,目前世界各國都在努力研究和應(yīng)用各種提高表面性能的技術(shù)、工藝以及相應(yīng)的涂層加工技術(shù)。其中,在金屬表面制備陶瓷涂層成為研究熱點(diǎn)。
　　 本課題分別研究了溶膠-凝膠法和料漿法在1Cr18Ni9不銹鋼表面制備陶瓷涂層,以提高不銹鋼的高溫抗氧化性和抗熱震性。
　　 采用

2、溶膠-凝膠法制備莫來石陶瓷涂層,研究了助熔劑B2O3和灼燒溫度對涂層表觀形貌的影響。利用XRD、TG-DTA和SEM／EDS分析涂層相組成和微觀結(jié)構(gòu),并對涂層的顯微硬度和高溫抗氧化性進(jìn)行了評價(jià)和測定。研究表明:當(dāng)B2O3與莫來石質(zhì)量比為0.5,燒結(jié)溫度為850℃,所得涂層結(jié)構(gòu)致密、均勻,硬度約為基體的5倍；涂層中主要生成了Al2.35Si0.64O4.82、Al4B2O3陶瓷相和部分高膨脹系數(shù)的非晶相,以及基體元素向涂層擴(kuò)散而生成的Cr

3、1.3Fe0.7O3相。高溫氧化試驗(yàn)顯示:涂層試樣的質(zhì)量增重與氧化時(shí)間呈拋物線關(guān)系,氧化速率隨氧化溫度的升高而增大；在850℃下氧化30h,最大氧化增重僅為0.076mg／cm2,此時(shí)氧化過程中的活化能E為573.12KJ·mol-1,涂層具有優(yōu)異的抗氧化性能和良好的高溫穩(wěn)定性；莫來石涂層能夠抗800℃熱沖擊30次,涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度良好。
　　 采用料漿法在不銹鋼表面分別制備了硅基體系、鎂基體系和硼基體系陶瓷涂層,探討了制備工

4、藝及不同體系料漿對涂層表觀形貌的影響,采用光學(xué)顯微鏡和XRD分析了涂層的形貌結(jié)構(gòu)和組成,使用TG-DTA考察了涂層在不同溫度下的熱化學(xué)反應(yīng)過程,檢測了涂層的硬度、熱震性、高溫抗氧化性等性能,研究表明:硅基體系涂層為無定形相非晶結(jié)構(gòu),而在鎂基體系涂層中形成了新相CaMgSi2O6和Mg2Al4Si5O18,SiO2含量為48 wt％的硅系涂層具有較高的硬度,約為基體硬度的3倍；涂層經(jīng)受700℃熱沖擊17次仍完好、無剝落,抗熱震性能優(yōu)異；7