Fe-5Cr合金表面溶胶-凝胶复合涂层的抗高温腐蚀性能研究.pdfVIP

维普资讯 Fe-5Cr合金表面溶胶一凝胶复合涂层的抗高温腐蚀性能研究 姚明明 ，缑英俊 ，何业东 1．北京科技大学 北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室，北京 100083；2．济南大学 化学化一1：学院，山东 济南 250022 摘 要：在含氧4eo4g一氧化钇纳米粒子的胶体 中添加氧4co4g的微米 取渗铝和电弧喷镀两种表面防蚀处理技术。虽然渗 粒子，借助高能球磨机研 磨，将纳米或微米陶瓷粉末均匀地分散在 铝钢具有突出的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能，但 溶胶 一凝胶溶液中形成涂覆液；采用浸溃提拉法将溶胶 一凝胶涂覆 渗铝成本过高，适用于形状简单的基体材料，不适于 液沉积在Fe一5Cr合金基体表面上 ，然后通过烧结得到厚的陶瓷涂 层。利用 SEM及EDS对涂层进行 了结构、成分以及表面形貌的分 作为炉管防蚀技术。电弧喷镀虽然是一种高效、经济 析，用XRD技术对涂层表面的相组成进行了分析。采用氧化增重法 型的涂层技术，可以喷涂各种金属和合金涂层，但是 研究了Fe一5Cr合金基体材料及其涂层的抗高温氧化及硫化性能。研 喷镀涂层的外观比较粗糙，涂层内部为多相结构，其 究结果表明，带有溶胶 一凝胶复合涂层的试样在 600℃下具有优异 间夹杂着微细气孑L，使涂层的抗蚀性能下降。近年 的抗高温氧化及较好的抗高温硫化性能。 来 ，何业东教授领导的课题组已先后发展起来一些 关键词：溶胶 一凝胶；复合涂层；高温氧化 ；高温硫化 ；Fe-5Cr合金 中图分类号：TB35，TB37 文献标识码：A 新型的涂层技术，如包埋共渗…、脉冲电沉积 ,41以及 文章编号：1008—5548 2005 05—0002—05 阴极微弧电沉积Ii等，这些技术各有其特点和独到 之处，但也有其适用的范围和条件。 StudyonOxidationandSulfidation 溶胶 一凝胶涂层技术在防止金属及其合金腐 ResistancesofSol-gelComposite 蚀方面有着十分诱人的发展前景181。虽然传统的溶 CoatingsonFe-5CrAlloy 胶 一凝胶法制备的陶瓷涂层也可在一定程度上提 高合金基体的抗氧化及抗硫化性能，但该技术制备 YaoMing-ming12．，GouYing-jun ，HeYe—don 的涂层太薄，厚度一般不超过0．5 1TI，所以对基体 1．BeijingKeyLabolatoryforCorrosion，ErosionandSurface 的保护能力有限。为了增加涂层的厚度，有效提高基 Technology，UniversityofScienceandTechnoloyg Beijing，Beijing 体材料的抗氧化及抗硫化性能，同时在热处理过程 100083；2．SchoolofChemistryandChemicalEngineering，Jinan 中不易开裂，本文采用在含氧化铝及少量氧化钇纳 University，Jinan250022，China 米粒子的胶体中添加氧化铝微米粒子而获得复合陶 Abstract：Theselected 0c-A1203micro-powderwasaddedtoA120rY203 瓷涂层。溶胶一凝胶复合陶瓷涂层是一项新的涂层 sol-gelsolutionbysuperpowerballmillingtoprovideuniform stablepaint． 处理技术，最早由Barrow和Petroff提出191。国外已利 Theceramicfilm ontheFe一5Crsubstratewaspreparedviadippingand 用这一技术取得了一些应用方面的成果I1o1，但 国 heating．The specimenswere chraacterized by scnaning electron mi— 内在这方面的研究还 比较少 。我们在 BalTow和 croscopy SEM ．Thehigh—temperaturecorrosionresistanceofFe一5Crwith Al203一Y2O3compositecoatingwasstudiedthroughweight—gainmethod．It Petroff工作的基础上，借助高能球磨机研磨 ，并加入 wasfoundthattheA1203-Y20~compositecoatinghasexcellentoxidation 适量粘结剂如PVA等，将纳米或微米级陶瓷粉末如 resistanceinairat6OO~Candsulfidationresistancehasb∞nimprovedtoa 氧化铝等，均匀地分散在溶胶 一凝胶溶液中形成稳 cer