不锈钢表面SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的研究

将氧氯化锆、正硅酸乙脂、无水乙醇3种物质按物质的量比135放进烧杯搅拌均匀后,再放进微波炉加热10s取出,得到SiO2-ZrO2溶胶。然后,将100mL氨水、50mL硝酸铝溶液和50mL硝酸铬溶液混合均匀后,放进微波炉加热1min后取出,即制得Al2O3-Cr2O3溶胶。取SiO2-ZrO2溶胶和Al2O3-Cr2O3溶胶按n(SiO2)n(ZrO2)n(Al2O3)n(Cr2O3)=6211混合,搅拌2h,得到SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合溶胶。将打磨、除锈、除油处理后的不锈钢基体浸入SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3溶胶一定时间后,以浸渍提拉法得到均匀的溶胶涂层,真空干燥48h,经700℃热处理1h后便可得到SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合陶瓷涂层。采用XRD、IR和SEM对不同条件热处理的复合陶瓷涂层的物相组成、表面形貌进行分析,并对复合陶瓷涂层的性能进行了研究。结果表明(1)SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合溶胶热处理后为非晶态材料,且在凝胶中形成了三维的硅氧四面体网络骨架;(2)涂层试样不出现龟裂或脱落的循环次数(900℃,空冷)在15~30次范围内,涂层的抗热震性较好;(3)在700℃热处理1h条件下,涂层单位面积的质量损失最小,具有较好的抗腐蚀性;(4)有涂层试样较无涂层试样的氧化速率低,且以3次涂膜的氧化速率最低;涂层由粒径为2~3μm左右的微粒组成,涂层较致密,抗氧化性较好;(5)有涂层试样的耐磨性均优于无涂层试样,有涂层试样的以3次涂膜的耐磨性最好。     

无机盐先驱体Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶制备及稳定性研究

稳定的复合溶胶是制备良好的复合陶瓷膜的基础。笔者以无机盐Al(NO3)3、ZrOCl2.8H2O为前驱体,用正硅酸乙酯引入SiO2,采用溶胶—凝胶法分步水解制备了Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶,并得出制备性能良好的AlOOH及SiO2-ZrO2溶胶的最佳工艺条件,通过对不同配比的复合溶胶进行研究,得出影响复合溶胶稳定性的主要因素是Si/Zr。     

Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合膜与基体结合性的研究

采用Sol-Gel法制备了Al2 O3-SiO2 -TiO2 -ZrO2 复合多孔膜 ,并在不同基体上进行了涂膜实验研究。结果表明 ,以孔隙率为46.8%、最可几孔径为几个微米的α -Al2 O3作基体 ,可以制备出膜厚为 1～ 2 μm纳米级孔径的Al2 O3-SiO2 -TiO2 -ZrO2 复合多孔膜 ,Al2 O3复合膜与α -Al2 O3基体的结合性最好。通过对α -Al2 O3基体分析发现 ,基体的成型压力、烧成后基体的孔径大小以及膜与基体之间的应力作用对Al2 O3-SiO2 -TiO2 -ZrO2 复合多孔膜形成影响甚大。对膜与基体的结合强度进行了研究 ,结果表明 ,膜的热稳定性高 ,耐酸、耐碱性好 ,相对硬度介于 6～ 7之间     

Al2O3-SiO2-TiO2复合陶瓷膜的研制

本文用Sol-Gel法制备了掺杂TiO2、SiO2改性的γ-Al2O3膜,Al2O3-SiO2-TiO2混合溶胶的比例为:Al:Si:Ti=1:4:1(mol比),加入硝酸调节其pH值位1.2-2.5,可得到稳定的Al2O3-SiO2-TiO2溶胶。通过XRD分析,膜的相组成为非晶态SiO2、γ-Al2O3和Al4Ti2SiO12及TiO2,SEM分析膜主要特征为层状表面结构,平铺在支撑体上。研究发现添加剂、pH值、膜与基体之间的应力作用、浸渍时间、热处理过程对膜的形成的影响甚大。     

Sol-Gel法制备Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。     

溶胶-凝胶法制备不锈钢表面SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3涂层的研究

用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备了SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3，涂层，并用XRD、SEM等手段对其相结构、界面形貌进行了表征，且完成了900℃高温下的抗氧化性实验及FeCl3腐蚀实验。结果表明：预涂Al2O3-Cr2O3过渡层可使基体与涂层结合较好；涂有薄膜的不锈钢抗氧化性、耐腐蚀性均有显著提高。     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2陶瓷复合膜的烧成及表征

将制备好的Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶在担载体上涂膜、干燥、烧成，制成了有担载体的复合膜。应用SEM，XRD等测试手段对Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合膜的结构、表面形貌和孔径进行了表征，并研究了溶胶性能和烧成制度对膜性能的影响。进行了对污水处理实验，并取得了很好的效果。     

CuO/SiO_2-Al_2O_3/堇青石催化剂选择性还原NO_X性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同硅铝配比的CuO/SiO2-Al2O3/堇青石催化剂,通过XRD、BET、XPS等手段对催化剂进行表征,对尿素选择性还原氮氧化物(SCR)的行为进行了研究。结果表明,500℃焙烧后的复合涂层,随着SiO2含量的增加,其物相组成从单纯γ-Al2O3演化为无定形态SiO2与γ-Al2O3晶相共存,比表面积从47.30 m2/g增大到70.25 m2/g。150~400℃范围内的活性测试表明,当温度为250℃,SiO2/Al2O3比为1∶2时,催化剂活性最大为67.0%。     

不锈钢表面SiO2-TiO2-ZnO-CaO溶胶-凝胶涂层的热变化和化学性能

采用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备了SiO2-TiO2-ZnO-CaO薄膜,用差热分析(DTA)、失重分析(TG)、红外光谱(IR)和X射线衍射分析(XRD)研究了薄膜的热变化过程及晶相转变行为,利用电子显微镜观察分析了不同组成的溶胶-凝胶涂层的抗酸性和高温抗氧化性. 结果表明: 在溶胶组成为SiO2∶TiO2∶ZnO∶CaO=x∶(80-x)∶10∶10(mol%,x=20～60)的四元系统中,TiO2含量高,溶胶胶凝时间长;涂有SiO2-TiO2-ZnO-CaO薄膜的不锈钢抗酸性和抗氧化性均有显著提高.     

Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合膜及其微观结构

研究采用Sol-gel法研制了一种新型的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜。复合膜由γ-Al2O3，TiO2，ZrO2和Al2SiO3等多相组成，改变体系组成各相含量时膜的主晶相也随之变化，从而影响到膜的微观结构。利用原子力显微镜(AFM)分析法重点研究了膜的表面性质及其形貌，并探讨了修饰物添加剂对膜的形貌和性能的影响。     

载体和制备方法对铜系一步法合成

以甲醇与乙醇一步反应合成异丁醛反应为基础，研究了不同载体对铜基催化剂反应性能的影 响。分别以SiO₂、SiO_2-ZrO₂、SiO_2-Al₂O₃、Al₂O₃和SiO₂-TiO₂为载体，采用溶胶-凝胶和 浸渍法制备催化剂。采用TPR、XRD和BET等技术对催化剂进行表征。结果表明，复合氧 化物特别是SiO₂-ZrO₂和SiO₂-TiO₂作载体能提高催化剂的比表面积，活性组分分散 好，催化剂的催化性能较好。     

水煤浆气化炉用Cr2O3-ZrO2-Al2O3砖的蚀变过程

利用扫描电镜及能谱仪对水煤浆气化炉用进口铬锆铝砖的蚀变过程进行了显微观察与分析.结果表明此砖在水煤浆气化炉环境条件下的侵蚀主要由熔渣中的SiO2、CaO和P2O5引起;Cr2O3对这种渣蚀表现出很强的化学惰性,溶蚀很小,其使用过程中的主要变化是高温蒸发和在砖内蚀变液相作用下的溶蚀、溶析;而氧化锆蚀变生成的系列产物不仅在蚀变初期有利于保持砖结构致密,并且对蚀变后期基质连续网络结构的形成和保持也起了重要的作用.     

Effects of Firing and Operating Atmospheres on Microstructure and Properties of Phosphate Bonded Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2 Bricks

The microstructure and properties of phosphate bonded Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2 specimens fired in air or coke bed were investigated firstly. Then property change of the Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2 bricks after secondary treatment in simulation environment was studied. Finally,corrosion resistances of the Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2 bricks in air and simulation environment were compared; and microstructure of on-site used Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2 bricks in slagging gasifiers was analyzed. The results show that the atmosphere has significant effect on the microstructure and properties of the phosphate bonded Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2 bricks. As the specimens are fired in air,the phosphate forms a composite solid solution with Cr_2O_3 and Al_2O_3,therefore,strength of the specimens is enhanced. For specimens fired in coke bed,a certain amount of gases are generated owing to the reduction of phosphate and part of Cr_2O_3,which results in the increasing number and size of the pores,bad interfacial bonding between Cr_2O_3 aggregates and matrix as well as low strength of the specimens. During service process in reducing atmosphere,the phosphate binder and part of Cr_2O_3 in edge of the specimens are also reduced,leading to significant increase of number and size of the pores in the edge of the specimens; as a result,inreducing atmosphere,the specimens show much worse corrosion resistance than in air.     

S2O2－8/Fe2O3-ZrO2-SiO2固体酸催化剂合成马来酸二己酯

在铁锆氧化物中引入硅的氧化物，并用S₂O^2－₈浸渍铁锆硅复合氧化物，制得较S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂（PSFZ）和SO^2－₄/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（SFZS）催化活性更强的固体酸催化剂S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（PSFZS），研究获得最佳制备条件。用马来酸酐与正己醇的酯化反应考察了催化剂活性。XRD和TEM结果表明，制备的催化剂S₂O^2－₈对铁锆硅复合氧化物的促进作用明显好于SO^2－₄；SiO₂ 和Fe₂O₃的引入使催化剂呈现多孔结构，分散性好，其稳定性增加，催化活性提高；用该催化剂代替硫酸和对甲苯磺酸用于催化马来酸酐和正己醇的酯化反应，可得无色透明的酯化产物，3 h内酯化率达97.9%，分别比PSFZ和PSFZS催化剂提高约10%20%。     

微孔SiO_2膜在水蒸气条件下的稳定性能

以正硅酸乙酯为前驱体,通过聚合溶胶路线制备出稳定的SiO2溶胶和制膜液,采用浸浆法,经过一次涂膜,在平均孔径约为3nm的γ-Al2O3中孔膜上制备出完整无缺陷的SiO2微孔膜,考察了烧成温度对SiO2粉末和SiO2微孔膜气体渗透性能的影响.结果表明,在400～800℃焙烧温度下制备的SiO2膜在200℃及0.3MPa条件下对He的渗透通量为(7.29～12.7)×10-7mol/(m2·s·Pa),600℃下烧成的膜的理想分离因子分别为98(He/CO2),49(He/O2),64(He/N2),79(He/CH4)和91(He/SF6),具有分子筛分效应.微孔SiO2膜在水蒸气条件下的稳定性能取决于膜的烧成温度,400,600和800℃烧成的膜的水蒸气稳定压力分别为8,200和200kPa.     

SO_4~(2-)/SiO_2-ZrO_2复合固体超强酸催化α-蒎烯水合反应

以硫酸锆和硅胶为主要原料在水热条件下合成了SiO2 ZrO2复合体,晶化温度150℃,晶化时间24h。用c(H2SO4)=0 25mol/L水溶液处理焙烧过的SiO2 ZrO2复合体,经焙烧后制得SO2-4/SiO2 ZrO2复合固体超强酸。用FTIR、XRD、BET及NH3-TPD等技术表征了其结构。结果表明,该催化剂存在超强酸中心,比表面积高达203 7m2/g,孔径为16 6nm,孔容为0 8cm3/g,但不具有中孔分子筛的特征结构。将SO2-4/SiO2 ZrO2复合固体超强酸用于催化α 蒎烯水合反应,α 蒎烯的转化率接近100%,对α 松油醇的选择性达50%;该催化剂重复使用5次后,α 蒎烯的转化率由开始的100%变为83 5%,对α 松油醇的选择性仍为50%,表明该催化剂具有良好的重复使用性能。     

氧化物自身的耐碱性与氧化物对玻璃耐碱性的影响

通过测定SiO2-TiO2-Al2O3-MO-R2O系统逆性玻璃的耐碱性,及由玻璃转入碱侵蚀液中的各氧化物的量,分析了氧化物自身的耐碱性与氧化物对玻璃耐碱性的影响关系,得出了该系统中氧化物自身的耐碱性序列及氧化物对玻璃耐碱性影响的序列.     

金属基表面Al2O3-SiO2涂层耐腐蚀性能的研究

由溶胶完全混合后再制备的Al2O3-SiO2复合涂层在碱性、酸性介质中都表现出更好的耐腐蚀性.     

Studies on electroless Ni-P-Cr_2O_3 and Ni-P-SiO_2 composite coatings

本文对化学镀镍及化学镀镍磷基质中SiO2与Cr2O3的共沉积进行了研究。微粒在不断生长的膜层中共沉积引起了新的化学复合镀层的出现,这些复合镀层许多都具有优异的耐磨及耐蚀性能。通过选取镀层合金/复合微粒/金属基体的组分可改进镀层,获得所需的性能,以满足特别的需求。在对这些复合镀层的应用需求正在迫近与增长的同时,其市场正在迅速扩张。本文开发出了一种合适的复合化学镀镍液,并通过维氏硬度法对化学复合镀镍层进行了表征。采用动电位极化及交流阻抗法测定了镀层的Taber耐磨性能及耐蚀性能。采用SEM及XRD对复合镀层的表面形貌进行了分析。     

Ni-Al2O3复合镀层的腐蚀摩擦学性能研究

用电镀方法制得Ni-Al2O3复合镀层,研究电镀Ni-Al2O3复合镀层的结构以及其硬度、耐磨性、抗腐蚀性与电镀电流密度的关系。结果表明:复合镀层的显微硬度比纯镍镀层硬度成倍提高,复合镀层耐磨性比镍镀层提高20%以上;抗腐蚀性提高70%以上。X射线衍射结果显示,复合镀层由Ni及非晶Al2O3组成,Ni相为面心立方晶体结构,晶格常数为0.353nm,小于纯镍镀层,晶粒尺寸为23.8nm,大于纯镍镀层。