硅和镁含量对双镀Zn–23Al镀层的组织结构和耐蚀性的影响第二部分──Zn–23Al–0.5Si–xMg镀层的组织结构和耐蚀性

采用"双镀法"在SPHC钢板表面热浸镀不同镁含量的Zn–23Al–0.5Si–xMg镀层(x=0.5,1.0,2.0,3.0).采用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计以及电化学测试、中性盐雾试验等手段研究了浸镀液中镁含量对镀层组织结构、显微硬度和耐蚀性的影响.结果表明:随着浸镀液中镁含量升高,镀层表面块状富锌相逐渐细化,显微硬度增大,耐蚀性先改善后变差.浸镀液中Mg质量分数为2％时,镀层的耐蚀性最佳.     

喷涂功率对YSZ涂层的力学性能和抗铝硅熔体腐蚀性能的影响

热浸镀Al–Si合金涂层是一种有效的现代钢铁防腐涂层,但熔融Al–Si合金腐蚀已成为热浸镀Al–Si合金生产线沉没辊及其备件亟待解决的关键问题之一。本工作采用大气等离子喷涂技术制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)/NiCrAlY防护涂层,研究了喷涂功率对YSZ涂层组织和力学性能的影响和涂层在700℃下Al–Si熔体中的腐蚀行为。结果表明,YSZ涂层是由板条和层间柱状晶粒组成的典型层状结构,随着喷涂功率从37 kW增至46 kW,层间柱状结晶呈长大趋势;YSZ涂层主要由t-ZrO2相和少量m-ZrO2相组成,喷涂功率对涂层相组成无明显影响;喷涂功率为40 kW的YSZ涂层具有较高的显微硬度642.4 HV0.3和结合强度62 MPa。此外,当带有涂层的样品在700℃的Al–Si熔液中腐蚀240 h后,YSZ涂层与高温Al–Si熔液之间的界面没有反应层生成,同时Al–Si合金熔液中的Al和Si元素也未渗透进YSZ涂层内部,表明YSZ/NiCrAlY防护涂层有效地将Al–Si合金熔体阻挡在涂层表面。     

低温合成MgO-Al_2O_3-FeO_n复相材料

高铁镁砂中分别引入质量分数为3%、6%、9%、12%、15%的板状刚玉,经1 420℃烧结制备Mg O-Al2O3-Fe On复相材料。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析试样的物相组成及显微结构。结果表明:在1 420℃,高铁镁砂与板状刚玉反应烧结形成原位合成的镁铁铝尖晶石固溶体,铁氧化物的存在促进了镁铁铝尖晶石固溶体的形成。随着板状刚玉加入量的增加,镁铁铝尖晶石固溶体的含量随之增加。镁铁铝尖晶石固溶体呈现明显的环带结构。最外层环带结构致密,富含铁氧化物;次外层环带结构中铁氧化物的含量有所降低。这些环带结构使得低温制备镁铁铝尖晶石固溶体结合方镁石材料的新工艺得以实现。     

热浸镀锌铝合金的研究

通过热浸镀的方法制得含铝为6.5%（质量分数）的锌铝合金镀层,研究了助镀剂、热镀温度和热镀时间对镀层质量和镀液寿命的影响,中性盐雾试验和二氧化硫加速腐蚀试验结果表明,热浸镀锌铝合金（wAl=6.5%）层的耐蚀性优于镀锌层。     

钢结构件热浸镀阳极性铝合金镀层技术的研究

在热浸镀纯铝的工艺条件下,通过在铝液中加入Zn、In、Sn等合金元素,制备了3种阳极性铝合金镀层:Al–5%Zn–0.02%In、Al–4%Zn–0.06%Sn及Al–5%Zn–0.06%Sn。使用光学显微镜、3.5%Na Cl全浸腐蚀试验及电化学工作站检测了所得铝合金镀层的组织及性能,并与纯铝、纯锌及55%Al–43.4%Zn–1.6%Si镀层进行了对比。结果表明,镀层的最佳组成分别为Al–5%Zn–0.02%In和Al–(4%~5%)Zn–0.06%Sn。在3.5%Na Cl溶液中,其耐蚀性优于55%Al–43.4%Zn–1.6%Si镀层,而腐蚀电位相当;在Cl–浓度为零时未发生铁铝极性逆转,镀层的显微组织与纯铝镀层相同。该热浸铝合金镀层的热浸镀工艺与热浸镀铝完全相同,使用热浸镀铝的设备及工艺即可实现工业生产。     

铝粉的质量分数对达克罗涂层耐蚀性的影响

以片状锌粉和片状铝粉为原材料制备不同铝的质量分数的达克罗涂层.通过盐雾试验和电化学方法评价涂层的耐蚀性.结果表明:随着铝的质量分数的增加,达克罗涂层逐渐变得光亮、细致、光滑;涂层的自腐蚀电位依次升高,铝的质量分数50%以上的涂层,不具备牺牲阳极性能;涂层耐盐雾腐蚀时间的变化趋势与涂层牺牲阳极作用持续时间的变化趋势一致,均先升后降,在铝的质量分数为15%处达到极大值.     

热浸渗铝硅合金Q235钢的抗高温腐蚀性能研究

研究了Q2 35钢经热浸渗纯铝和不同硅含量的铝合金后的抗高温氧化和抗热腐蚀性能 ,比较了纯铝渗层和铝硅合金渗层的抗高温腐蚀性能 ,并分析了硅元素的作用。结果表明 ,Q2 35钢经热浸渗纯铝和铝硅合金后的抗氧化性能基本接近不锈钢 ,而抗热腐蚀性能则明显优于不锈钢     

热浸镀时间对含稀土的锌基合金镀层耐蚀性的影响

研究了500°C下不同热浸镀时间对Zn–11%Al–3%Mg–0.2%Si–0.02%RE合金镀层中元素分布和物相组成的影响,利用动电位极化法和电化学阻抗谱测试了镀层的耐腐蚀性能。结果表明,热浸镀30 s的镀层中Al、Zn的含量高于热浸镀60 s的镀层,而随着热浸镀时间的延长,主要由Zn、Fe₄Zn₉、MgZn₂、Al₅Fe₂等物相组成的中间过渡层在整个镀层中所占的比例增加。与热浸镀60 s的镀层相比,热浸镀30 s的镀层虽更薄,但更致密,因而具有更好的耐蚀性。     

高Cr钢热浸镀锌层微观表征及其腐蚀速率研究

通过扫描电镜研究了30Cr2Ni4MoV钢热浸镀锌表面的显微组织,采用静态质量损失法在3.5%NaCl溶液中进行0~96 h的腐蚀试验。结果表明,最佳热浸镀锌温度θ在520~580℃之间。镀锌层中的组织从钢基开始,依次为Г、δ_1、ζ和η相。随着热浸镀锌时间的增加,镀锌层腐蚀程度发生较大变化;腐蚀速率随着浸镀温度的增加表现出单调减小的变化趋势。     

熔剂法热浸镀铝工艺及性能研究

本文介绍了熔剂法热浸镀铝的表面处理、碳钢和铸铁助镀工艺及助镀剂和覆盖剂的选择、浸镀铝温度及浸镀时间、浸铝后的热处理及热浸铝工件的性能和微观组织等,并阐述了国内外热浸渗铝工艺的新进展。     

反应烧结铁铝尖晶石添加量对镁铁铝尖晶石耐火材料性能影响

以反应烧结铁铝尖晶石和镁砂为原料,研究了添加1％、3％、5％、7％、9％和11％反应烧结铁铝尖晶石对制备镁铁铝尖晶石耐火材料的性能影响。利用XRD分析试样的物相组成,SEM观察试样的微观结构。结果表明：在1％～11％范围内,随着铁铝尖晶石添加量的增加,镁铁铝尖晶石耐火材料的热震稳定性和挂窑皮性能提高,但荷重软化温度降低;铁铝尖晶石加入量为5％时,镁铁铝尖晶石耐火材料有较大的体积密度、较高的常温耐压强度和较小的显气孔率。     

纤蛇纹石焙烧去金属氧化物制备纤维状二氧化硅

以纤蛇纹石纤维为前驱体,采用硫酸氢铵焙烧法去除金属氧化物制备纤维状Si O2,研究了不同温度条件下的化学反应过程,对焙烧过程中不同反应阶段所形成产物、去除可溶盐后水浸残骸的结构和谱学特征进行分析和表征,以揭示纤蛇纹石去金属氧化物过程和纤维状Si O2的形成机理。结果表明:在焙烧过程中,130~270℃范围内,纤蛇纹石结构中镁氧八面体片的外羟基被破坏,Mg2+离子形成(NH4)2Mg2(SO4)3和(NH4)2Mg(SO4)2可溶性盐;随着反应温度增加,纤蛇纹石结构中镁氧八面体片的内羟基被破坏,(NH4)2Mg(SO4)2转变为(NH4)2Mg2(SO4)3;当焙烧温度达到380℃,镁氧八面体片被完全破坏,(NH4)2Mg(SO4)2全部转变为晶态(NH4)2Mg2(SO4)3,仅保留纤维状硅氧四面体片骨架;当焙烧温度为500℃时,(NH4)2Mg2(SO4)3全部转变为Mg SO4,硅氧四面体骨架进行重组,焙烧产物经水浸后获得纤维状Si O2。     

石墨烯环氧富锌70%涂层的电化学研究

通过自腐蚀电位监测和电化学阻抗谱方法研究了石墨烯对70%Zn环氧富锌涂层的影响。石墨烯的存在使富锌涂层在阴极保护产生之前出现了一段时间的屏蔽保护,推迟了锌电化学腐蚀的时间,有利于涂层整体使用寿命的延长。石墨烯的存在有利于涂层中锌与锌以及锌与铁之间的导电接触,促进了锌对铁的阴极保护作用。对于70%Zn涂层,石墨烯最佳质量分数为0.3%左右。文章也提出了石墨烯富锌涂层的自腐蚀电位Y-D模型。     

采用镁热还原–复合酸浸法从微硅粉制备晶体硅

采用硅冶金工业烟尘副产物微硅粉[含SiO₂>85%(质量分数)]为原料,经预处理提纯、镁粉–微硅粉球磨混料、镁热还原处理后,再以HCl–HF两步酸浸除杂工艺来制备晶体硅。结果表明:经150 r/min球磨混合12 h后,镁球表面均匀包覆了一层致密的SiO₂初级粒子层,形成了氧化硅和镁反应物料的近乎理想配比(Mg/SiO₂质量比为0.85:1.00),和仅需微米尺度扩散的Mg@SiO₂核壳结构;提出了基于包裹–微反应器模型的高效镁热还原路线。球磨包裹物料Mg@SiO₂经镁热还原、HCl浸蚀后,产物还原程度高达96%,Si相组成大于90%(质量分数);再经HF+CH₃COOH酸浸纯化,可制得纯度达99.88%(质量分数)的晶体硅。     

C/C复合材料SiC-Mo(Si,Al)_2涂层结构和抗氧化性能研究

采用高温原位反应法在C/C复合材料表面制备了SiC-Mo(Si, Al)_2防氧化复合涂层,用XRD、SEM测试表征了其物相组成和显微结构,对制备粉料中铝硅含量对涂层微观结构和抗氧化能力的影响进行了研究,分析了涂层失效原因。研究结果表明:添加Al粉使涂层制备过程粉料浸渗能力增强;Al、Si原子比为1∶10时所得到的复合涂层主要有Mo(Si, Al)_2、MoSi_2、SiC和游离Si等物相,具有较大的厚度和致密的结构,体现出良好的抗氧化性能。随着氧化的进行,SiO_2玻璃层出现的孔洞加速了涂层材料损耗,导致涂层中出现贯穿性裂纹,是涂层失效的主要原因。     

热浸镀涂层的耐蚀性和应用

本文论述了热浸镀技术的工艺和特点，并介绍了热浸镀涂层的类型、性能和应用前景。     

基料浓度对铝基磷酸盐涂层结构及耐腐蚀性的影响

以磷酸二氢铝为基料制备水性含铝无机磷酸盐涂料,采用空气喷涂方式在 45#钢上制备了 4种不同磷酸二氢铝含量的铝基涂层,基料含量分别为 12%、14%、16%、18%。通过热重分析、扫描电镜、电化学阻抗谱、极化曲线等测试方法对铝基磷酸盐涂层的聚合固化、微观结构、耐腐蚀性进行了表征。结果表明：随着磷酸二氢铝含量的增加,涂层表面孔隙率降低,结构更加致密,且涂层的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度明显降低,涂层耐腐蚀性不断提高,在磷酸二氢铝含量为 18%时,涂层结构最为致密,耐腐蚀性能优异,且对基体钢保护效果显著。     

表面硅烷预处理/环氧镁铝复合涂层体系对铝合金的保护性能

在 LY12铝合金表面制备了一层硅烷膜，研究了硅烷膜对铝合金表面富镁铝环氧涂层性能的影响。硅烷处理后，形成了硅烷膜与基体之间Si-O-Al共价键以及硅烷膜内部的Si-O-Si 结构，而硅烷膜中未成键的硅醇基团-OH 以及 R-的环氧基团与涂层中的有机组分反应成键或通过范德华力发生交联互穿，使铝合金基体与环氧镁铝复合涂层之间形成更加牢固的交联互穿网络结构（IPN），镁铝复合涂层在LY12铝合金基体上的附着力明显提高。马丘测试和电化学阻抗测试结果表明，硅烷处理改善了LY12铝合金表面镁铝复合涂层的整体屏蔽性能，使涂层体系的保护效果显著提高，保护时间延长。     

镁橄榄石熔盐电脱氧制备锂离子电池负极材料

本文采用熔盐电脱氧的方法,在NaCl-CaCl_2熔盐中,以镁橄榄石为原料,制备适于锂离子电池负极材料的镁硅合金。以压制的镁橄榄石片为阴极,石墨为阳极,研究不同烧结温度、电解温度和电解时间对镁硅合金的影响,得到了较佳的电解参数:在20 MPa下压制,900℃烧结6 h制得的阴极片,在600℃下恒电位3.10 V电解72 h,可以得到含有Mg2Si相的镁硅合金。     

四种涂层在模拟油田环境下的腐蚀性能评价

采用不同表面处理方法在N80钢表面上分别制备化学镀Ni—P、电镀Zn—Ni、热喷涂Ni—Cr—Fe—Ta—Mo—Ti和热浸镀Al—Zn—Si合金涂层,利用CO2高温高压腐蚀试验等方法评价其在模拟油田环境下的耐腐蚀性能。试验结果表明：四种涂层的耐腐蚀性能按Ni—P、Ni—Cr—Fe—Ta—Mo—Ti、Zn—Ni和Al—Zn—Si合金涂层的顺序依次减小。