AZ91D表面玻璃质陶瓷涂层的制备及性能研究

以Al1O3、SiO2为基料,通过加入PbO-B2O3-SiO2-ZnO-ZrO2系低熔点玻璃粉,在低于450℃的条件下热固化在镁合金表面制备陶瓷涂层,并用聚氯酯清漆封孔.通过测试,封孔涂层耐酸性提高22倍,耐碱性提高34倍,耐盐性提高18倍,耐磨性提高5倍.     

镁合金表面纳米Al2O3陶瓷涂层的制备及耐磨性研究

采用热化学反应法在MB2镁合金表面制备了含有纳米Al2O3粒子的陶瓷涂层。采用XRD分析了微米Al2O3陶瓷涂层和纳米Al2O3陶瓷涂层的相结构,并测试了这两种涂层的耐磨性及耐热冲击性。结果表明,微米级Al2O3陶瓷涂层磨粒磨损及黏着磨损耐磨性相对于镁合金基体分别提高了14%及47%,且涂层中有新相MgMnSiO4生成;纳米Al2O3陶瓷涂层耐磨性及耐热冲击性优于以微米粒子制备的陶瓷涂层,磨粒磨损及黏着磨损耐磨性相对于基体分别提高了55%及100%,涂层中产生新相Mg2SiO4和Al2SiO5。     

Q235钢热化学反应法制备玻璃质陶瓷涂层的研究

采用热化学反应法,以MgO–SiO2、MgO–Al2O3为基料,分别添加6种低熔点玻璃粉,在Q235钢表面制备不同玻璃质陶瓷涂层。研究了各种涂层的热固化状况。结果发现,以MgO–SiO2为基料的G3、G4和G5涂层有良好的外观。耐蚀、耐磨和抗热震性实验表明,以m(MgO)∶m(SiO2)∶m(5#玻璃粉)=9∶9∶2为基料的G5涂层其性能最佳。XRD谱图和SEM照片显示,G5涂层生成了新的陶瓷相,从而增强了基体和涂层的结合力。     

N80钢表面陶瓷涂层的制备及耐酸蚀性研究

采用热化学反应方法在N80钢基体表面制备了陶瓷涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、体视显微镜和划痕仪对涂层的物相结构、组织形貌和膜基界面结合力进行了研究,利用失重法在20%的质量分数盐酸溶液中测试了涂层的耐蚀性能。结果表明:在600℃固化温度下,以SiO2粉体和SiO2、Al2O3、MgO等两类不同骨料制得的陶瓷涂层中,前者无新相生成,涂层与基体界面结合力24 N;后者有新相MgAl2O4生成,且涂层比较致密,涂层与基体界面结合力约40 N。以水玻璃作粘结剂的复合氧化物陶瓷涂层的表面致密度、平整性均优于以磷酸氢铝作粘结剂的涂层。酸腐蚀测试表明,以水玻璃作粘结剂的复合氧化物陶瓷涂层的平均腐蚀速率约为基体的1/2左右。     

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。     

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。     

铜基表面陶瓷涂层的制备与耐蚀性能研究

以Al2O3、TiO2和ZnO为骨料,钠水玻璃为粘接剂,在纯铜表面用热化学反应法制备了陶瓷涂层。X射线分析发现,陶瓷涂层热固化后,涂层内产生了NiAl2O4、Al2SiO5等新相,它提高了涂层与基体的结合强度。腐蚀实验表明,封孔后陶瓷涂层的耐酸、耐碱、耐盐等性能分别比纯铜基体提高了3.9、12.3和6.3倍;极化曲线表明,陶瓷涂层有明显的钝化区,其抗电化学腐蚀能力增强,抗盐雾腐蚀性比基体提高了5.0倍。     

粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层制备工艺及性能研究

以粉煤灰为原料,采用热化学应法在Q235钢表面制备了玻璃/陶瓷复合涂层.采用X射线、扫描电镜(SEM)分别研究了涂层的物相组成及截面形貌,并测试了涂层的耐蚀、耐磨性能.结果表明:热固化后复合涂层有新相MgAl2O4 、Mg2Al4Si5O18、AlP04、Cr2O3等产生.复合涂层具有良好的热震性,相对基体的耐酸性、耐盐性分别提高21.3倍、2.5倍;耐磨粒磨损性提高6.6倍.     

电致发热多孔碳化硅陶瓷的绝缘涂层

以异丙醇铝{Al[OCH(CH3)2]3}为原料,用溶胶-凝胶法制备氧化铝(Al2O3)溶胶,然后再以碳化硅(SiC)多孔陶瓷为基体,用浸渍提拉法对陶瓷进行涂层,涂覆完成后进行热处理即可在陶瓷表面和孔隙内部形成致密的Al2O3涂层.当涂层后的陶瓷用作电加热元件时,就可以达到陶瓷和流体绝缘的目的.从扫描电镜照片可以看出:在陶瓷表面及其孔隙内部确实涂覆了Al2O3涂层.Al2O3具有高电阻系数、高介电常数,抗氧化、耐腐蚀性等优异性能,所以,涂层后陶瓷的电阻率明显增加,可以弥补电致发热过程可能引起危险性的缺陷.Al2O3的涂覆也很好地改善了陶瓷成分SiC的氧化问题.结果表明:涂层中Al2O3的质量分数(下同)为43.1%,二氧化硅(SiO2)为38.8%,硅(Si)为18.1%.Al2O3是涂层物质的主要成分,SiO2有两种来源,一是作为基体的多孔陶瓷在渗硅过程中的剩余硅在陶瓷冷却过程中氧化生成存留于陶瓷中;二是陶瓷中的剩余硅在涂层的热处理过程中再次氧化形成.所以SiO2的含量相对较高,其中的硅显然就是陶瓷中的残留硅.     

Al_2O_3—SiO_2混合溶胶—凝胶涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3—SiO2 混合涂层 ;通过X射线仪测定了Al2 O3—SiO2 凝胶粉末的晶相组成。对精磨、热处理、Al2 O3涂层和Al2 O3—SiO2 混合涂层四种试样抗弯强度的样本均值和样本标准离差进行了比较 ,并通过观察四种试样表面的SEM形貌和两种涂层试样断面的SEM形貌初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层对基体表面微裂纹有一定的弥合作用 ,可以提高基体的抗弯强度而降低材料强度的分散性 ,其效果好于单纯的热处理 ,Al2 O3—SiO2 混合涂层试样的表面质量优于Al2 O3涂层试样 ;Al2 O3—SiO2 混合涂层渗入基体更深 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,有效提高基体的抗弯强度。     

高温球阀喷涂Al2O3-TiO2和WC-Co涂层的耐磨粒磨损性能

采用激光等离子喷涂技术在已失效的高温球阀基体材料上制备Al2O3-TiO2与WC-Co金属陶瓷涂层,在摩擦磨损试验机上对涂层的耐磨粒磨损性能进行研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的显微组织结构、磨损表面及其相组进行分析,并采用维氏显微硬度计、WE-50型液压拉伸验机和箱式电热炉对涂层的显微硬度、结合强度及抗热震性进行测试.结果表明,Al2O3-TiO2金属陶瓷涂层的综合性能最好,可以用于失效高温球阀的再制造.     

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。     

Al2O3-CoCrAlY 复合陶瓷激光熔覆层的组织与性能

研究了Ａｌ２Ｏ３－ＣｏＣｒＡｌＹ复合陶瓷涂层的组织结构、成分分布及其耐磨性能。结果表明：等离子喷涂层的组织呈层片状,面层由α－Ａｌ２Ｏ３和少量的γ－Ａｌ２Ｏ３组成,层间为机械结合界面,涂层平均硬度为８９７ＨＶ０．２。经激光重熔后的组织为单一的α－Ａｌ２Ｏ３柱状晶,在ＣｏＣｒＡｌＹ与基体间有界面相形成,其界面为冶金结合,层间存在着平缓的成分过渡;Ａｌ２Ｏ３与ＣｏＣｒＡｌＹ间的界面结合状况得到了明显的     

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.     

封闭处理对镁合金磷酸钡转化膜的影响

在Na2SiO3和NaOH溶液中,研究了封闭处理对AZ91D镁合金磷酸钡转化膜的影响,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射谱(XRD)研究了封闭前后磷酸钡转化膜的表面形貌及其相组成,采用全浸蚀试验和电化学方法检测了膜层的抗腐蚀性能。结果表明,封闭后的磷酸盐转化膜更加平整、致密。与封闭前的转化膜相比,封闭后的转化膜新增了C、Si元素和一些晶态物质,如SiO2、BaSi4O9、Na2SiO3和MgF2。封闭处理可以明显提高镁合金磷酸钡转化膜的抗腐蚀性能。     

镁合金微弧氧化膜的制备及其性能研究

通过对微弧氧化电解液进行优化,得出了最佳配方,并对微弧氧化膜的性能进行了测试。镁合金微弧氧化的最佳工艺条件为:Na_2SiO_320g/L,Na_2B_4O_730g/L,NaOH 30g/L,氧化时间20min。向电解液中加入醋酸镍后,生成含有Ni_2SiO_4的深灰色微弧氧化膜,该膜层较厚且耐蚀性进一步提高。微弧氧化膜表面光滑、致密,但存在少量的微孔和裂纹。微弧氧化膜的主要成分为MgO、Mg_2SiO_4、Ni_2SiO_4和SiO_2,微弧氧化处理显著提高了镁合金基体的耐蚀性。     

金属表面Ni/Al-13wt%TiO2/Al2O3梯度复合陶瓷涂层的腐蚀行为

为了解决陶瓷涂层中的通孔问题，把复合材料与梯度材料的主应用到陶瓷涂层，采用等离子喷涂技术在Q235钢表面形成Ni/Al-13wt％TiO2/Al2O3梯度复合陶瓷涂层，对其在沸腾的5％HCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明，Ni/Al-13wt%TiO2/Al2O3梯度复合陶瓷涂层中的通孔率较单一层Al2O3陶瓷涂层显著降低，带有该梯度复合陶瓷涂层试样的耐蚀性明显提高，该涂层腐蚀14天仍未出现鼓泡削落现象。