搪瓷涂层的耐腐蚀及改良方法研究进展

搪瓷具有良好的化学稳定性及结合性，且经济性好、制备工艺简单，有望成为优异的防腐涂层材料，已被尝试应用于石油化工、海洋工程、管道运输等领域的防腐工艺中，表现出了相对良好的防护效果。但它在强酸强碱环境下的耐腐蚀性不足且涂层中的气泡结构对耐腐蚀性有不利影响，同时高温烧结工艺也会影响金属基体的力学性能，这限制了防护性搪瓷涂层的应用。阐述了搪瓷作为防腐涂层的结构特点，在总结相关研究的基础上提出了目前搪瓷涂层的2种改良方法，即改进涂层成分和调控涂层结构。改进涂层成分可通过磨加法添加相关成分，调控搪瓷涂层组织结构，达到提高涂层[—Si—O—]网络及致密度的目的，进而提高涂层的耐腐蚀性；调控涂层结构主要包括制备多层涂层和热处理工艺，可在一定程度上降低涂层孔隙率、控制涂层晶体形核，这有助于提高涂层的有效厚度及可控制生成化学稳定相。在此基础上总结并提炼了这2种工艺的研究现状，讨论了上述2种技术方法对搪瓷涂层在酸、碱、盐腐蚀介质中的改良机理，并阐述了搪瓷涂层在不同服役介质中的耐腐蚀机制。同时，提出了目前技术的难点与可能的新方向，以期为搪瓷涂层的改良研究提供参考。     

Cr25Ni20Si2合金表面复合搪瓷涂层的抗热腐蚀研究

在Cr25Ni20Si2合金上制备了施加Ni中间层的复合搪瓷涂层,研究了Cr25Ni20Si2合金、搪瓷涂层及含镍中间层的复合搪瓷涂层在800℃熔融盐(75%Na2SO4+25%NaCl)下的腐蚀行为和腐蚀机理。试验表明合金在孕育期结束后发生灾难性腐蚀,腐蚀机理主要遵从硫化-碱融模式;未镀镍搪瓷涂层主要以直接脱落丧失保护能力,复合搪瓷涂层则以物理减薄方式缓慢失效。搪瓷涂层使合金的抗热腐蚀能力提高了30%,复合搪瓷涂层可使合金抗热腐蚀能力提高100%以上。这种复合搪瓷涂层是有效的抗热腐蚀涂层。     

超细搪瓷涂层对Ti60合金氧化及力学性能的影响

研究了超细特种搪瓷涂层对Ti60合金在800℃恒温氧化性能的影响，通过拉伸实验评价了涂层对氧向合金中扩散的阻挡效果．实验结果表明，搪瓷涂层由于具有高的热化学稳定性及与基体钛合金相近的热膨胀系数，能显著地提高Ti60合金在800℃的恒温氧化性能，同时，由稳定氧化物组成的搪瓷涂层具有致密性及均匀性的特点，能够有效阻止氧向合金中的扩散．搪瓷釉通过超细化后，可以显著降低涂层烧成温度．     

模拟高温海洋环境中铝化物/搪瓷复合涂层腐蚀行为研究

对镍基高温合金GH4169基体先采用包埋渗铝工艺制备铝化物涂层,随后在渗铝涂层表面喷烧搪瓷涂层,得到了渗铝+搪瓷复合涂层.该涂层外层由搪瓷涂层组成,厚度约为40 μm;中间层为渗铝涂层,厚度约20μm,主要为Ni2Al3相,搪瓷涂层和渗铝涂层结合良好;内层为互扩散区,厚度约为3μm.分别考察了搪瓷+渗铝复合涂层、渗铝涂...     

聚合物预涂层对冷轧搪瓷钢密着性与表面性能的影响

目的考察5种不同类型树脂作为搪瓷用冷轧钢板预涂层对最终搪瓷钢制品性能的影响。方法在相同基板条件下,利用刮棒进行湿法涂覆后加热固化法,制备具有相同单位膜重的5种不同树脂的预涂层冷轧搪瓷用钢。采用静电喷涂将瓷釉粉末均匀散布于预涂层冷轧搪瓷用钢表面,再在马弗炉中烧结成搪瓷钢片。通过落锤测试和表面显色法分析搪瓷钢片的搪瓷密着性能和表面针孔率。结果与无涂层冷轧搪瓷用钢相比,所选的预涂层树脂都能不同程度地提高搪瓷层的密着性能,但不同树脂在高温下的热分解速率差异以及温度高于650℃后的热分解残留物的不同,会直接影响搪瓷层表面的针孔缺陷。经测试,最优性能的预涂层可以将搪瓷的密着性能由无涂层的5级提升到1级,表面针孔率在薄搪瓷层的条件下控制在200个/m2以下。结论通过对冷轧搪瓷钢板表面施加聚合物预涂层,可以有效提高搪瓷钢制品的密着性能。选择综合性能优良的预涂层树脂匹配合适的搪瓷层厚度,可以减轻或避免由预涂层热分解引起的表面针孔缺陷。     

自修复金属搪瓷高温防护涂层

搪瓷涂层作为一种惰性涂层,能与大多数金属零部件相容并提供优异的腐蚀防护效果。但搪瓷的高温软化及本征脆性限制了其在高温以及热冲击等苛刻环境下的服役。总结了国内外解决搪瓷涂层烧结温度与服役温度相矛盾、涂层热循环时易剥落等问题的最新进展:首先介绍了通过复合陶瓷颗粒以及对搪瓷/陶瓷界面反应的调控,实现提高涂层使用温度的同时不改变其熔炼和烧结温度的方法体系;接着分析了影响搪瓷涂层抗热震剥落性能的因素(包括搪瓷釉热膨胀系数、涂层/基体界面结合、搪瓷釉力学性能等)。基于搪瓷的硅氧网络基本结构,从热物理性能以及力学性能角度改性等方案仅能在有限范围内提高其抗热震剥落能力的现实,最后提出了发展自修复金属搪瓷高温防护涂层,从根本上解决搪瓷开裂与剥落的问题。     

原位析出纳米氟化钙晶体的搪瓷涂层自润滑行为研究

目的 调控析出氟化钙晶体,赋予搪瓷涂层常温自润滑性能。方法 采用球磨和熔融2种方式向作为空白对照组的搪瓷配方中加入质量分数为3.5%的CaF2,制备出3种喷涂于304不锈钢上的搪瓷涂层。通过摩擦磨损实验、软化点测定和维氏硬度测定实验,分别评价搪瓷涂层的摩擦磨损性能、热性能和力学性能,并通过扫描电镜分析搪瓷的晶化情况和磨痕形貌,用电子探针显微分析仪分析磨痕表面的元素分布,探讨润滑机理。结果 采用球磨法加入CaF2制备的搪瓷基复合涂层中,CaF2颗粒的粒径较大且分布不均;在熔炼搪瓷时即加入CaF2颗粒,该氟化物可参与到搪瓷网络结构中,并在搪瓷涂层烧制时原位析出平均粒径为132 nm、大小均匀且弥散分布的纳米级CaF2晶体。结果显示,熔融添加质量分数为3.5%的CaF2,使得搪瓷涂层的摩擦因数由0.57降至0.37,磨损率也降低了2个数量级,而球磨添加质量分数为3.5%CaF2的搪瓷涂层的摩擦因数稍有降低,但磨损率基本无变化。熔融添加氟化物的搪瓷涂层,原位析出了纳米级CaF2晶体,诱使摩擦表面形成了润滑层。结论 CaF2的加入可在一定程度上提高搪瓷涂层在常温条件下的耐磨性和润滑性,当CaF2为原位析出的纳米级晶体时具备优异的减摩润滑效果。     

金属搪瓷高温防护涂层的制备及其抗热震行为研究

以低软化点的硼硅酸盐搪瓷作为粘结相,制备了金属搪瓷高温防护涂层,并研究了涂层的抗热震剥落行为。结果表明,硼硅酸盐搪瓷中含有SiO2的比例越高,搪瓷软化点越高。在硼硅比为0.6 (质量分数)时,该搪瓷软化温度高于750℃。热震结果显示,含20%镍颗粒的金属搪瓷复合涂层抗热震性能优异,热震30次后涂层表面完好;而无金属颗粒添加或者金属含量过高(40%)时,热震条件下搪瓷涂层易开裂剥落。     

高温钛合金表面稀土改性搪瓷涂层的制备

搪瓷涂层具有优异的抗氧化性和抗腐蚀性能.在高温钛合金表面采用电泳沉积法预置稀土改性搪瓷釉料,经烧结获得搪瓷涂层.本文对电泳沉积釉料工艺的各种影响因素进行了探讨,研究了电泳涂搪动力学规律及速度控制步骤,优化电泳沉积工艺参数,探索出电泳沉积预置釉料的最佳工艺参数.采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对普通搪瓷涂层和稀土改性搪瓷涂层的组织和三维形貌及粗糙度进行了分析.试验结果表明,稀土改性搪瓷涂层微观组织均匀、致密,与高温钛合金基体结合良好,样品宏观表面平整光滑,并富有光泽.     

添加第二相颗粒和晶须对搪瓷复合涂层高温性能的影响

添加Cr_2O_3陶瓷颗粒和硼酸铝晶须进入搪瓷涂层制备TC4钛合金搪瓷复合涂层。对该复合涂层进行了热震实验和抗高温氧化性能实验。结果表明:该复合涂层的主晶相为NaAlSi_3O_8,Cr_2O_3陶瓷颗粒与[AlBO]w作为增强相以独立相存在。随[AlBO]w含量的增加,该涂层的致密度增加,添加8%[AlBO]w的搪瓷涂层致密性最好。在热震实验中,当硼酸铝晶须含量小于2%时,涂层以脱落的形式失效;当硼酸铝晶须含量大于2%时,涂层以减薄的形式失效。添加8%[AlBO]w的搪瓷涂层热震性能最佳,比未添加[AlBO]w的搪瓷涂层热震失重减小82.01%。添加8%[AlBO]w的涂层氧化增重最小,为0.23 mg/cm~2,较未添加[AlBO]w的搪瓷涂层减小59.65%。     

覆铝钢板搪瓷保护层耐蚀性研究

研究了涂层化学组成与覆铝钢板表面搪瓷涂层的耐蚀性能之间关系。结果表明,当涂层受Ｈ＾＋侵蚀时,均匀分布在涂层中的ＴｉＯ２晶体可以阻止Ｈ＾＋通过硅酸盐骨架中网穴对搪瓷涂层的腐蚀;当受ＯＨ＾－作用时,组成中的ＺｒＯ２首先与ＯＨ＾－生成Ｚｒ（ＯＨ）４,进一步与涂层表面的硅醇结合形成保护膜,阻止ＯＨ＾－的腐蚀。     

EIS STUDY ON THE EFFECTS OF HEAT TREATMENT ON CORROSION BEHAVIOR OF NICKEL BASE ALLOY COATING

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在碳钢基体上制备了NiCrBSi喷涂层, 对包覆样 品进行900 ℃保温2 h或10 min热处理, 利用电化学阻抗谱(EIS)研究了涂层在3.5%NaCl 水溶液中的腐蚀失效过程和耐蚀性的变化规律. EIS图谱分析表明, 喷态涂层抗介质渗透能力 差, 腐蚀20 h后介质可渗达碳钢基体;900 ℃, 2 h保温热处理涂层腐蚀 15 h后EIS谱发生明 显变化, 产生局部腐蚀;而900 ℃, 10 min处理涂层为均匀腐蚀, EIS谱形可长时间保持稳定. 利用等效电路拟合, 获取了涂层界面反应阻力(腐蚀抗力)随时间变化的关系, 显示高温短 时(10 min)热处理涂层的界面反应阻力高且稳定, 其耐蚀性和抗介质渗透能力远优于喷态 涂层, 但2 h保温热处理涂层的耐蚀性比喷态涂层的差. 利用组织结构分析解释了热处理影响 涂层腐蚀行为的原因.     

浮头式碳钢水冷器的防腐蚀涂装

介绍了本公司十余年来浮头式碳钢水冷器的腐蚀防护涂装简税 ,概括了阻垢,导热和耐蚀的氨基环氧涂料涂装工艺和应用情况。     

Q235钢表面热镀铝微弧氧化陶瓷层的性能

通过热浸镀铝后进行微弧氧化的方法在Q235钢表面获得一层陶瓷层,测定了微弧氧化陶瓷层的耐蚀性、耐磨性及硬度。结果表明无论是在NaCl溶液还是在海水中,陶瓷层的耐蚀性均优于热浸镀铝层。热浸镀铝层与陶瓷层都在10%NaCl溶液中的耐蚀性最差。陶瓷层的耐磨性显著优于经840℃淬火 150℃回火的45#钢,当摩擦延长米为70m时,陶瓷层的耐磨性提高了2倍多。陶瓷层的硬度比基体提高了约10倍。     

TiO2涂层耐蚀性能研究

用溶胶－凝胶法在碳钢表面制备TiO2涂层。用正交设计法对水解反应温度、涂覆次数、热处理温度和时间等4因素进行了优化，并考察了上述4 因素对涂层在10％H2SO4介质中的耐蚀性能的影响。     

Vorbehandeltes Stahlfeinblech für die Einschichtemaillierung

Pretreated steel sheet for one layer enamelling In order to reduce the amount of work involved in the surface treatment of finished formed parts various pretreated products have been developed which can be used in continous treatment installations. The first step was a nickel coated sheet yielding good enamel adhesion and being suitable for forming operations. The second step in the development was a sheet coated with an enamel frit which can be formed similar to a material with an organic coating. The binder of the enamel frit is then removed by specified heating processes and the frit is fused to give the enamel coat. A methacrylate copolymer curing at 180 to 200°C sheet temperature is used as the vehicle; the dry film thickness is 200 μm, the frit content more than 50 %. Starting at 300 °C the vehicle is depolymerized and the frit melts at 830 °C; the enamel coating thickness is 20 to 150 μ.     

Einfluß von Beschichtungen auf das Schwingungsrißkorrosionsverhalten des Chromstahls X20Cr13

Influence of coatings on the corrosion fatigue behaviour of 13% chromium steel The influence of coatings on the corrosion fatigue behaviour of 13% chromium steel has been studied. There have been selected different coating systems: Barrier coating (enamel), diffusion coatings, (aluminizing, chromizing) and anodic coating, (aluminium, zinc, tin, cadmium). The corrosion fatigue limits of coated with uncoated specimens in neutral NaCl-solution are compared. Salt-concentrations were 0,01 and 22% (? 0,38 M) NaCl at 80°C and 150°C. The tests were carried out with alternating tensions and a constant frequency of 50 Hz. Only the use of andic coatings improved the corrosion fatigue behaviour of the chromium steel.     

泡沫夹克防腐蚀保温层的材料选择与结构设计

介绍了泡沫夹克防腐保温结构输油管道的现状,对其腐蚀失效的原因进行了分析。钢管在无防腐层的情况下直接包覆泡沫保温结构,补口失效、夹克层破损和保温层进水是造成管体腐蚀的主要原因。对常用的防腐层、保温层和外防护层材料的性能和特点进行了比较,探讨了环氧粉末(煤焦油磁漆)防腐层-聚氨酯泡沫保温层-煤焦油磁漆防护层的新型防腐保温结构,并对其施工中的有关问题进行了讨论。     

激光熔敷制备高速钢涂层

为了利用高速钢的优良性能,拓展其应用范围、降低使用成本,采用同轴送粉激光熔敷技术,在3mm厚的普通用不锈钢侧面制备高硬度的高速钢耐磨涂层,并对熔敷后的试样进行热处理。分析涂层的显微组织,研究热处理制度对涂层显微硬度的影响,测试涂层的耐磨性能。结果表明:涂层热处理前主要为细小等轴晶,组织为淬火马氏体+残留奥氏体+少量碳化物;热处理后主要为回火马氏体+少量残留奥氏体+大量析出碳化物;获得了最佳热处理参数,热处理后涂层硬度大幅度提高,约为基材的2倍;相同磨损条件下,耐磨涂层的磨损失质量仅为基体的1/5。