鎂鋁質(zhì)陶瓷涂層制備工藝與性能研究

　　工程設(shè)備及構(gòu)件使用中出現(xiàn)會(huì)磨損和腐蝕。防止金屬腐蝕的措施之一是在表面上涂防護(hù)層以隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬接觸。金屬陶瓷涂層能改變金屬基體外表面的形貌、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，并賦予基體新的性能。
　　1　實(shí)驗(yàn)
　　1.1實(shí)驗(yàn)材料
　　本實(shí)驗(yàn)中采用的是1Cr18Ni9不銹鋼為基體。實(shí)驗(yàn)制備涂層所需主要原料有的磷酸(HPO)、氫氧化鋁(Al(OH))、三氧化二鋁(AlO)、氧化鎂(MgO)、二氧化硅(SiO)、氧化鋅(ZnO)。
　　1.2實(shí)驗(yàn)方法
　　(1)基體預(yù)處理。
　　把試樣鋸成20×20×2mm小片，并在其上打一個(gè)小孔，以便實(shí)驗(yàn)時(shí)試樣處理，然后將試樣六個(gè)面用粗砂紙打磨至表面平滑。處理后試樣的實(shí)際尺寸再測(cè)量。
　　(2)骨料預(yù)處理。
　　本實(shí)驗(yàn)采用SiO、MgO、AlO作為主要的陶瓷骨料、AIPO為膠粘劑。將陶瓷骨料按比例混合并與配制好的膠混合攪拌，將料漿均勻地涂刷在基體上，試樣涂刷好后置于通風(fēng)干燥處，陰干24h以備固化用。制備主要工藝流程圖，如圖1所示。
　　1.3性能測(cè)試
　　(1)熱震實(shí)驗(yàn)。
　　本實(shí)驗(yàn)做熱震的基材是1Cr18Ni9，將涂有陶瓷涂層的試樣加熱到200℃固化。將試樣放在400℃熱處理爐內(nèi)保溫半小時(shí)，取出水淬，如此反復(fù)直到涂層全部脫落。
　　(2)耐腐蝕性能測(cè)試。
　?、俳菰囼?yàn)：將試樣放入濃度為10％氫氧化鈉、10％稀硫酸、5％氯化鈉中浸泡，對(duì)比基體跟有涂層試樣被腐蝕的情況。
　?、邴}霧試驗(yàn)：將試樣放入鹽霧試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，將3.5％的氯化鈉溶液從入口倒入試驗(yàn)機(jī)內(nèi)。每隔8h測(cè)一次，做48h。
　　1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
　　(1)抗熱震性。
　　
　　涂層經(jīng)7次后有1／3脫落，10次后涂層大部分脫落。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，涂層已具備一定zwBQr6ejKjmTSWVvO314ew==的粘結(jié)強(qiáng)度和表面強(qiáng)度，能經(jīng)受住400℃以下的中低溫度的熱震實(shí)驗(yàn)，從涂層的破壞情況看，涂層開(kāi)裂剝落主要出現(xiàn)在鼓泡處，多次實(shí)驗(yàn)表明，使用磷酸氫鋁粘結(jié)劑，涂層表面的氣泡幾乎無(wú)法避免。本文認(rèn)為產(chǎn)生氣泡的原因是磷酸氨鋁與金屬表面發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生。
　　(2)涂層的耐蝕性能測(cè)試。
　?、貼aOH溶液浸泡。
　　用濃度為10％的10％NaOH溶液浸泡120h，其腐蝕速率圖如圖2所示?？煽闯觯嗤瑫r(shí)間內(nèi)有涂層試樣在堿性溶液中的損失量比基體的損失量要少。
　　②硫酸溶液浸泡。
　　用濃度為10％的硫酸溶液浸泡試樣，處理后數(shù)據(jù)如表1所示。試樣上的涂層經(jīng)6h浸泡后全部脫落，基體與有涂層的試樣耐酸性能都不好。究其原因是在制備涂層時(shí)，主要成分為MgO具有強(qiáng)堿性，易與硫酸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡。AlO為中性氧化物，與磷酸和硫酸發(fā)生反應(yīng)生成氣體，因此涂層耐酸性能較差。
　?、跱acl溶液浸泡。
　　有涂層試樣和基體在濃度為3.5％的Nacl溶液中腐蝕速率如圖3所示。可看出，相同時(shí)間內(nèi)有涂層的試樣比基體的損失量要少，具有更好的耐鹽腐蝕的性能。
　?、茺}霧試驗(yàn)。
　　在規(guī)定時(shí)間內(nèi)噴霧不得間斷。從圖4可看出，有涂層的試樣在鹽霧實(shí)驗(yàn)中的損失量比基體的損失量要少很多，且隨時(shí)間的推移耐蝕性顯示得更好。
　　2　結(jié)語(yǔ)
　　(1)從抗熱震性能測(cè)試結(jié)果可以看出，涂層與基體間已具備一定的結(jié)合力，能承受一定的熱沖擊。(2)耐腐蝕性能測(cè)試結(jié)果可以看出，涂有涂層的試樣有較好的耐堿、耐鹽腐蝕性能，耐酸性能提高了23％，耐堿性能提高了8％，但耐酸性較