鎂鋁質陶瓷涂層制備工藝與性能研究

　　工程設備及構件使用中出現會磨損和腐蝕。防止金屬腐蝕的措施之一是在表面上涂防護層以隔絕腐蝕介質與金屬接觸。金屬陶瓷涂層能改變金屬基體外表面的形貌、結構和化學組成，并賦予基體新的性能。
　　1　實驗
　　1.1實驗材料
　　本實驗中采用的是1Cr18Ni9不銹鋼為基體。實驗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實驗方法
　　(1)基體預處理。
　　把試樣鋸成20×20×2mm小片，并在其上打一個小孔，以便實驗時試樣處理，然后將試樣六個面用粗砂紙打磨至表面平滑。處理后試樣的實際尺寸再測量。
　　(2)骨料預處理。
　　本實驗采用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性能測試
　　(1)熱震實驗。
　　本實驗做熱震的基材是1Cr18Ni9，將涂有陶瓷涂層的試樣加熱到200℃固化。將試樣放在400℃熱處理爐內保溫半小時，取出水淬，如此反復直到涂層全部脫落。
　　(2)耐腐蝕性能測試。
　　①浸泡試驗：將試樣放入濃度為10％氫氧化鈉、10％稀硫酸、5％氯化鈉中浸泡，對比基體跟有涂層試樣被腐蝕的情況。
　　②鹽霧試驗：將試樣放入鹽霧試驗機內，將3.5％的氯化鈉溶液從入口倒入試驗機內。每隔8h測一次，做48h。
　　1.4實驗結果及討論
　　(1)抗熱震性。
　　
　　涂層經7次后有1／3脫落，10次后涂層大部分脫落。從實驗結果可看出，涂層已具備一定zwBQr6ejKjmTSWVvO314ew==的粘結強度和表面強度，能經受住400℃以下的中低溫度的熱震實驗，從涂層的破壞情況看，涂層開裂剝落主要出現在鼓泡處，多次實驗表明，使用磷酸氫鋁粘結劑，涂層表面的氣泡幾乎無法避免。本文認為產生氣泡的原因是磷酸氨鋁與金屬表面發生反應而產生。
　　(2)涂層的耐蝕性能測試。
　　①NaOH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。可看出，相同時間內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，處理后數據如表1所示。試樣上的涂層經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，主要成分為MgO具有強堿性，易與硫酸發生反應，產生大量氣泡。AlO為中性氧化物，與磷酸和硫酸發生反應生成氣體，因此涂層耐酸性能較差。
　　③Nacl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，相同時間內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。
　　④鹽霧試驗。
　　在規定時間內噴霧不得間斷。從圖4可看出，有涂層的試樣在鹽霧實驗中的損失量比基體的損失量要少很多，且隨時間的推移耐蝕性顯示得更好。
　　2　結語
　　(1)從抗熱震性能測試結果可以看出，涂層與基體間已具備一定的結合力，能承受一定的熱沖擊。(2)耐腐蝕性能測試結果可以看出，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