X80管线钢多功能耐高温暂时性涂层防护研究

制备了适用于X80管线钢的高温防护多功能暂时性涂层,并对其防护机理进行了分析。该新型防护涂层在1250°C下可使X80管线钢高温表面氧化烧损降低40%以上,同时有效降低了氧化铁皮的脱除难度。EDX面扫描分析结果表明,新型防护涂层改善了氧化层的致密层结构,提高了外层致密层占氧化层总厚度的百分比,弱化了底层致密层的富硅性能。多功能暂时性涂层的研究和应用将为我国X80管线钢的生产工艺革新和产品合格率的提高提供有益的借鉴。     

FeCrAl基高温抗氧化陶瓷涂层抗热震性能的研究

采用陶瓷粘结相与Cr2O3制成料浆,在空气中1300℃下熔烧制备FeCrAl基高温抗氧化陶瓷涂层。研究了分散相Cr2O3的添加量和涂层厚度对试样抗热震性能的影响。结果表明:当Cr2O3的添加量为50%(质量分数,下同)、涂层厚度100μm和熔烧制度为1300℃×60min的条件下,涂层试样的抗热震次数可达16次(室温←→1200℃)。采用SEM、高温热膨胀仪等测试手段对涂层试样的组织结构及性能进行表征,揭示了涂层组织结构与抗热震性能之间的关系。     

炮钢表面电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃的高温氧化行为

用电弧离子镀方法在炮钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中950℃恒温氧化100h,借助X-射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层表面氧化膜进行分析,检测其高温抗氧化能力。结果表明,电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃空气中氧化100h后表面形成Al2O3、Fe2O3和NiCr2O4三种氧化物,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性;涂层中的Ni元素与基体中的Fe元素发生剧烈互扩散而在界面两侧呈均匀梯度分布,Cr元素在界面富集,Al元素在界面与O反应形成较致密的Al2O3氧化层;由于扩散和氧化作用,涂层中的相由原来的β-NiAl、γ'-Ni3Al、γ-Ni与α-Cr变为γ'-Ni3Al、(Ni,Fe)、(Fe,Ni)与α-Cr。     

凹凸棒土基高温防脱碳涂层的研究

为了避免钢在热处理过程中表面发生氧化脱碳,以凹凸棒土(ATP)为主要原料,加入一定比例的Al2O3、SiC和Cr2O3等粉末和硅酸钾水溶液配制成涂料,刷涂于60Si2Mn和GCr15两种钢材表面并在60℃下烘干2 h形成涂层,然后对此涂层进行热处理温度850～1 150℃、保温时间30～120 min的高温防脱碳试验,并采用光学显微镜和X射线衍射仪等对涂层的保护效果和保护机制进行了研究。结果表明:该涂层能够显著降低这两种钢材的脱碳层厚度,并且随着保温时间的延长和加热温度的升高,涂层防脱碳性能仍然保持良好;该涂层通过形成致密覆盖层以及涂层中SiC的氧化反应而对钢材起到防脱碳作用。     

动态过程钢坯高温抗氧化涂料的研究

针对红热动态钢坯研制了一种高温抗氧化涂料,对涂料在动态钢坯基体上的高温抗氧化性能、高温防脱碳性能等进行了研究.结果表明涂料能有效降低钢坯在1 300℃以下的氧化烧损,减缓钢坯表层的元素贫化和脱碳,同时,还探索了高温下涂层的抗氧化机理,分析了涂层应用过程中的高温气膜作用、熔融屏蔽组分作用和层状功能组分作用.     

基于涂层防护的含碳球团制备海绵铁的研究

为了减缓海绵铁的高温再氧化,在以含碳球团制备海绵铁的过程中,在含碳球团表面包覆一层约0.25mm厚的Al2O3-MgO-CaO-SiO2陶瓷料浆作为保护层,研究了有无防护层的海绵铁在制备过程中的金相组织及微观形貌,分析了氧化产物的物相组成,测试了球团的金属化率,考察了包覆层对含碳球团还原过程的影响,探讨了涂层防护含碳球团的还原行为和防护机理。研究结果表明,含碳球团"自还原"过程中表层还原产物FeO在高温下通过塑性变形进入包覆层,并包裹其中的功能组元MgO颗粒,两者发生固溶反应生成主要成分为(MgO)0.239(FeO)0.761的致密层,该致密层可进一步氧化生成内层为"针状"的Fe2.95Si0.05O4、外层为"补丁"状的MgFe2O4尖晶石结构的防护层,防护层的总厚度为0.20mm,可通过挤压形变处理的方式使其从海绵铁基体上完整剥落。涂层防护改变了海绵铁疏松多孔的氧化皮结构,致密的防护层很好地维持含碳球团内部的还原性气氛,防止生成的海绵铁被高温氧化性炉气二次氧化,在富氧炉况下取得了80%的金属化率(与无防护涂层的含碳球团相比,金属化率提高了59.5个百分点)。     

热喷涂镍-铬基涂层的高温氧化性能

为了提高钢体结构材料的高温氧化性能,采用超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术,在45钢基体上分别制备了Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层,对45钢基体、Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层进行了1100℃高温氧化实验,采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了涂层的氧化性能.结果表明,Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层高温氧化后,表面组织结构致密,与45钢基体相比,具有更优良的抗高温氧化性能.     

含镍合金钢用Mg-Al-O高温防护涂层作用机理研究

采用空气喷涂法在SPA-H含镍合金钢表面制备了Mg-Al-O高温防护涂层,研究了涂层对SPA-H合金钢的高温氧化行为及氧化皮粘附性的影响。采用金相显微镜对喷涂样和空白样的剖面和表面形貌进行表征,采用SEM和EDX分析氧化皮中元素分布,研究Mg-Al-O涂层的作用过程和防护机理。结果表明:涂层可以大幅度提高SPA-H合金钢高温耐氧化腐蚀能力,在1 100℃、1 200℃、1 250℃下恒温2 h,降低氧化烧损分别为47.2%、41.3%、41.5%。涂层在钢坯表面和基体生成的氧化皮发生反应,生成尖晶石结构,抑制阳离子扩散速率。同时通过减少基体和涂层界面处Ni、Cr氧化物的生成量,改善热轧前氧化皮的剥落性能,提高后期产品表面质量。     

铝碳质长水口用低铝抗氧化涂层的研制

为抑制铝碳质长水口使用过程中石墨的氧化，其表面会涂覆含 20%~30%Al₂O₃的抗氧化涂层，但切割丝钢等特种钢冶炼过程必须严格控制钢液中夹杂的 Al₂O₃的含量，因此需要制备低氧化铝含量的抗氧化涂层。本文通过调节涂料组成、加水量和水玻璃加入量制备了低铝抗氧化涂层，并利用扫描电镜分析了抗氧化实验后试样断口的显微结构。结果表明：以粘土粉、钾长石粉和硅砂为主要原料，添加 10%硼砂的涂料可在 800 ℃形成良好的釉层，此时涂料中 A12O3的含量可降至 12%，得到了低铝涂料；当加入占涂料质量 80%的水和 40%的水玻璃时，涂层具有最佳的涂覆性能和抗氧化性能，涂层和长水口基体结合致密，保护了长水口中的石墨不被氧化。     

化学气相沉积SiC-BχC涂层在高温模拟环境中的微观结构

将化学气相沉积在石墨基片上的SiC-BxC复合涂层在02(8 kPa)/H2O(14 kPa)/Ar(78 kPa)的模拟气氛中,分别加热到700,1 000℃和1 200℃ 处理10h.利用扫描电镜、X射线衍射、能谱分析、显微Raman和Fourier变换红外光谱仪研究其微观结构.结果表明:复合涂层中的BxC层在700～ 1 000℃的模拟环境中会被完全氧化成B2O3和H38O3:在1000～1200℃的模拟环境中,BxC层的氧化产物迅速挥发.经高温模拟环境处理后,复合 涂层中生成了硼硅酸盐玻璃,且各氧化产物和SiC层的结晶度随处理温度的升高而下降.基于微观分析结果,对SiC-BxC复合涂层的自愈合抗氧化 性能进行了分析.     

氧化铝基体上羟基磷灰石/氟羟基磷灰石双层涂层的制备及性能

通过涂覆-烧结法在氧化铝(Al_2O_3)表面制得羟基磷灰石(HA)/氟羟基磷灰石(FHA)双层涂层,HA和FHA重复沉积在氧化铝基体上形成均匀涂层,然后在1300 ℃进行热处理.在此过程中,如果没有FHA中间层,HA会和Al_2O_3发生严重的反应,形成磷酸三钙和钙铝化合物.SEM、XRD及粘接拉伸试验表明:FHA中间层能有效地抑制HA与Al_2O_3的反应,所获得的双层涂层具有多孔粗糙的表面,但与Al_2O_3基体结合紧密.涂层经1300 ℃热处理后,其结合强度约为30 MPa.     

Fe_2O_3强化CaO粉末中温烟气脱硫的研究

为了研究粉煤灰中Fe2O3含量对钙基脱硫性能的影响,分别以CaO和CaO与Fe2O3的混合物为吸收剂进行实验,并加以比较。研究了加入氧化铁添加剂后,对中温烟气脱硫性能的影响和对固定床干法脱硫最佳温度的影响,氧化铁配比对氧化钙脱硫性能的影响等。结果表明,加入一定量的氧化铁,可以显著提高脱硫效率和氧化钙的利用率。当温度在650~750℃时,氧化铁与氧化钙的配比为1∶10时效果最好,脱硫效率可达94%,钙利用率54%。     

Ce_(0.8)Y_(0.2)O_(1.9)氧化物的烧结及晶粒生长动力学研究

通过对Ce0.8Y0.2O1.9(YDC)素坯烧结行为的考察,得到了试样的密度、晶粒大小随烧结温度(1000~1500℃)的变化规律。利用扫描电子显微镜对烧结体的晶粒尺寸分布进行统计分析表明:Ce0.8Y0.2O1.9晶粒生长在两个烧结温度区域内分别遵循不同的速率方程,在1000~1300℃较低的温度范围内,晶粒成长的活化能较小(171.1 kJ/mol),即烧结温度对晶粒成长的影响较小;在1300~1500℃较高的温度范围,晶粒生长的活化能较大(479.8 kJ/mol),即晶粒成长对烧结温度的高低表现为非常敏感,并且晶粒尺寸分布显著宽化。烧结体的密度在1000~1400℃范围内随温度的升高几乎直线上升,在1400℃时相对密度达98.5%,1400℃以上则提高的幅度变得很小。     

熔烧温度对Al-SiC硅酸盐基陶瓷涂层性能的影响

以硅酸盐溶液为基料,添加金属Al粉、SiC、TiO₂、玻璃料等陶瓷骨料,采用高温熔烧法在304不锈钢表面制备了硅酸盐基陶瓷涂层,使用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)等研究了熔烧温度对涂层性能的影响。结果表明,涂层在700~1 100 ℃熔烧过程中,陶瓷涂层与金属基体之间呈冶金结合,伴随有Al₂O₃和TiO₂的晶相转变;涂层厚度为150 μm,并在800 ℃熔烧固化时,结合强度最高,为23.3 MPa;涂层经1 000 ℃高温熔烧后剩余固体含量为76.7%,表现出良好的耐高温性。     

用副产硫酸亚铁生产优质氧化铁

介绍了以钛白粉厂副产的硫酸亚铁为原料,制备氧化铁的工业化生产新工艺。以自制的除杂剂,废铁皮作还原剂,硫酸和氨水调节pH值,PN-133为絮凝剂,有效的去除了各种杂质,尤其是S iO2的去除效果显著,得到精制FeSO4。制备FeCO3条件:反应温度不大于42~43℃,FeSO4溶液密度1.19~1.21 g/cm3,NH4HCO3溶液密度1.07 g/cm3,n(FeSO4)∶n(NH4HCO3)=0.7∶1,开始10~20 m in,FeSO4溶液先以15 L/m in的流速加入到NH4HCO3溶液中,然后再以30 L/m in的流速加入,反应时间1 h。FeCO3经水洗、干燥,在650~700℃煅烧30 m in,得产品Fe2O3,含量99.45%,活性高,质量符合HG/T2574-94优等品的标准。     

聚合物乳液法表面修饰改性Fe_3O_4磁性纳米粒子特性研究

探讨了一种聚合物乳液在机械搅拌下,改性修饰Fe3O4纳米粒子表面,制备Fe3O4-聚合物复合粒子的方法。含羧基基团的柔软的聚合物乳胶粒子在机械搅拌作用下,与Fe3O4纳米粒子碰撞,变形,并通过物理粘附及羧基活性基团的化学吸附作用来包覆Fe3O4纳米粒子。在透射电子显微镜下可看到Fe3O4粒径约为5~20 nm,被聚合物包覆,虽存在团聚,但团聚体尺寸也仅100 nm左右,且团聚体中的Fe3O4纳米粒子也为聚合物隔开,纳米粒子得到了良好的分散。通过红外、热失重、接触角等的测试分析,进一步证实乳液聚合物对Fe3O4纳米粒子实现了表面修饰。实验结果表明,改性用聚合物的Tg以及复合温度是影响聚合物对Fe3O4纳米粒子包覆的重要因素之一。     

管道等离子喷涂Cr_2O_3复合涂层及其耐蚀性能

采用等离子喷涂技术在X70管线钢表面喷涂Cr_2O_3复合涂层,利用X射线衍射仪、扫描电镜、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站等方法表征了涂层相关特征与性能。结果表明,相成分主要是Cr_2O_3和TiO_2,硬度可达4.928GPa,结合力可达46.15N,粘结层+陶瓷层试样腐蚀速率显著降低,对基体有很好的耐蚀保护作用。     

MnO2对自蔓延高温合成陶瓷复合钢管陶瓷层结构和性能的影响

采用MnO2作为添加剂自蔓延高温合成法制备了具有Al2O3和FeAl2O4陶瓷层的复合钢管,研究其对陶瓷层和过渡层的结构和性能的影响.结果表明:添加了MnO2后,陶瓷层表面晶粒排布更加致密,陶瓷层的内表面为层叠状的Al2O3细晶和少量的FeAl2O4;过渡层为Al2O3和混入的FeAl2O4外,还含有SiO2和MnO2,过渡层出现了向钢基体中渗透的网状结构.MnO2的加入并未改变复合钢管Al2O3和FeAl2O4陶瓷层的物相.加入4%(质量分数)MnO2的复合管的抗压度强度和陶瓷层的抗剪强度分别达到416 MPa和19.2 MPa,比未添加MnO2的样品分别提高了18.2%和12.3%     

黄铜矿氯化产物选择性氧化行为

研究了流化床反应器黄铜矿氯化产物的选择性氧化行为,结果表明,要保证流化床持续稳定工作,必须调整温度、N2流量、O2浓度、给料速度和物料含硫量等因素. 温度较高(390~410℃)时,物料不粘结,但氯化物挥发较多;较低温度(350~360℃)易出现的物料粘结问题可通过采用低残S物料、提高N2流量和O2浓度加以避免. 物料颗粒含少量CuCl和FeCl3,可产生低熔物,是氧化过程易粘结的原因. 使氯化产物在氧化物料中尽快分散并迅速氧化形成Fe2O3外层,是克服粘结的关键. 低硫物料可避免较多残余硫化物氧化或氯化放热造成的流化床过热、粘结.     

常温清洁锌系磷化液的研制

开发了一种用于钢铁表面涂装前处理的常温清洁锌系磷化液.该磷化液不含亚硝酸盐和重金属,在10～35℃下浸渍磷化5～ 10 main,每m2即可生成质量约为2 9的浅灰色、均匀、致密的磷化膜,耐CuSo4溶液点滴时间达90～120 s,耐3％氯化钠溶液浸泡时间为3h.