三元硼化物陶瓷涂层的制备及其力学性能研究

笔者采用的是在Q235钢基体表面用固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层,因为固相反应法制备陶瓷消耗的能源少、污染小、工艺简单,相对传统的制备工艺所需成本较低,所以研究固相反应型三元硼化物陶瓷涂层有很高的科学价值和实用价值。笔者采用Fe-B、Mo、Fe、Al、Cr为陶瓷骨料,使用无机粘结剂磷酸二氢铝作为陶瓷涂层的粘结剂来制备三元硼化物陶瓷涂层,对这种制备陶瓷涂层的工艺做基础性的研究。研究主要有:陶瓷涂层配比研究,陶瓷骨料配比,陶瓷骨料与磷酸二氢铝粘结剂最佳配比;固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层工艺:Q235钢基体表面预处理,固化温度,固化工艺等;涂层结构与性能研究:对涂层的致密性、显微组织、相组成、涂层与基体的结合强度、涂层抗热震性能、涂层的耐磨性进行了研究。     

氧化钙对煤矸石粉末陶瓷涂层耐蚀性的影响

本文采用含多种氧化物的煤矸石粉末,以加钙活化的煤矸石和未加钙的煤矸石两种配方为涂层骨料,用热化学反应法在Q235钢表面制备陶瓷涂层.通过XRD分析球磨前后粉体及陶瓷涂层的相结构,并分析涂层的抗热震性和耐蚀性能.结果表明,通过热化学反应法制备煤矸石陶瓷涂层是可行的,制备过程中产生Al6Si2O13、Al2 SiO5、AINi、CaAl2 Si2O8及玻璃新相.涂层的性能比基体有了很大的提高,其中煤矸石陶瓷涂层的耐酸、碱、盐性分别提高4.31倍、2.08倍、2.06倍;加钙煤矸石陶瓷涂层分别提高9.79倍、2.38倍、2.86倍.     

粘接剂对热化学反应陶瓷涂层结构与性能的影响

采用相同的陶瓷骨料(SiO2+Al)、添加剂(MgO+CrO3)和固化工艺,分别以磷酸铝和水玻璃为粘接剂,在Q235钢上制备陶瓷涂层,对其相成分、微观形貌、热震性能以及耐蚀性能进行了分析测试,讨论了粘接剂对涂层耐蚀性的影响。结果表明,尽管以磷酸铝为粘接剂的陶瓷涂层在固化过程中产生少量孔隙,但仍具有比以水玻璃为粘接剂的陶瓷涂层更优异的抗热震性能以及耐酸、碱、盐腐蚀性能。     

无机盐/石英基复合相变储能材料多孔陶瓷基体的制备

以石英为骨料,钾长石为高温粘结剂,木炭为造孔剂制备无机盐/石英基复合相变储能材料用的微米孔石英多孔陶瓷基体,采用正交实验法系统研究了骨料颗粒粒度、造孔剂粒度、造孔剂含量、高温粘结剂含量及烧成温度对石英多孔陶瓷的显气孔率和抗折强度的影响.研究结果表明,影响石英多孔陶瓷抗折强度的最主要因素是长石含量,其次是骨料粒度和造孔剂粒度;影响石英多孔陶瓷显气孔率的主要因素是造孔剂含量.制备微米孔石英多孔陶瓷的优化配方和工艺是:石英、木炭和长石均过325目筛,三者质量比为7:2:1,烧成温度为1270f,保温时间为1h.该陶瓷具有以下优良的性能:显气孔率为55.12％,体积密度为1.14 g,/cm3,抗折强度为3.14 MPa,抗压强度为7.12 MPa,平均孔径为13.87 μm且孔径分布范围较窄,96％的气孔孔径在9～21 μm之间.     

固相反应法玻璃质陶瓷涂层的制备及性能研究

本文采用固相反应法在Q235钢表面制备陶瓷涂层,并在陶瓷骨料中添加Bi2O3-B2O3-SiO2系低熔点玻璃粉以促进反应及提高性能。试验表明:同系列不同软化温度玻璃粉加入之后对涂层各种性能的提高程度不同。     

添加钠长石SiO2基固相反应型陶瓷涂层研究

采用Q235钢和MB2合金为基体,将钠长石添加到陶瓷骨料中制备SiO2基固相反应型陶瓷涂层,在确定了各涂层成分最佳配比后,通过对涂层的物相分析,耐磨、耐蚀性能测试,研究钠长石的加入对涂层性能的影响。实验结果表明:钠长石的加入有助于涂层固化过程中新相的产生,大量的新相不仅仅提高了涂层致密性,还使涂层耐磨耐蚀性能提升,SiO2基固相反应型陶瓷涂层使Q235钢耐酸、耐盐性分别提高11.28倍、28.74倍,耐磨损性能提高3.09倍;使MB2合金耐酸性、耐盐性分别提高20.52倍、11.22倍,耐磨损性能提高0.57倍。     

耐磨陶瓷涂料的性能研究

以电熔刚玉、莫来石、碳化硅为骨料,铝酸盐水泥为结合剂,加入复合氧化硅微粉及复合减水剂等制备耐磨陶瓷涂料并对其性能进行测试.结果表明:结合剂铝酸盐水泥的加入量对耐磨陶瓷的机械性能影响较大,另外,加入CA-70水泥比加入CA-50水泥作为结合剂可使耐磨陶瓷涂料具有更好的性能,SiC的加入也可使耐磨陶瓷涂料的力学性能提高.     

工业纯铜陶瓷/渗铝复合涂层的制备及耐蚀性

以相同的陶瓷骨料(由TiO2、A12O3和Zn组成),在纯铜基材上分别制备热化学反应法陶瓷涂层和热化学反应陶瓷/渗铝复合涂层,通过X射线衍射和扫描电镜研究了2种涂层的组成和结构,并比较了两者的性能差异.结果表明,热化学反应陶瓷/渗铝复合涂层在热固化过程中除了产生机械和化学结合外,还产生了冶金结合,其致密性、结合强度均较...     

玻璃涂覆CBN磨料的制备及其应用

采用溶胶凝胶法制备了SiO2-Al2 O3-Na2 O基玻璃涂层CBN磨料,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、热膨胀仪及力学性能测试仪表征了玻璃涂层CBN磨料的性能,并将玻璃涂层CBN磨料应用于陶瓷结合剂磨具.实验结果表明:SiO2-Al2 O3-Na2 O基涂层玻璃的热膨胀系数与CBN磨料相匹配,对CBN颗粒形成良好的包裹润湿.玻璃涂层的CBN磨料单颗粒抗压强度和冲击韧性均比未涂层的磨料有所提高.在陶瓷结合剂CBN磨具中玻璃改性增强了CBN磨料与结合剂的界面区结合,提高了磨料与陶瓷结合剂之间的粘结力.     

玻璃成分对MoSi2-SiB6-玻璃高发射涂层性能的影响

以硼硅玻璃作为基料,MoSi2作为发射剂,SiB6作为助烧剂,采用料浆烧结法在刚性陶瓷隔热瓦上制备高发射、耐烧蚀涂层.设计三种玻璃成分,通过XRD、SEM、发射率测试仪、氧乙炔火焰烧蚀等表征手段,研究不同成分玻璃的抗析晶性能,以及玻璃成分对涂层物相、形貌、发射率、抗氧化性能、抗热震性和抗烧蚀性能的影响.结果 表明:随着玻璃中氧化硼含量从l0wt％增加到20wt％,玻璃的抗析品性能提升,制备的涂层更平整.玻璃中氧化硼含量为15wt％时,制备的涂层抗热震、抗氧化以及抗烧蚀性能最好.涂层3～5 μm波段发射率在0.9以上.