陶瓷復(fù)合涂層的耐鋅液腐蝕機(jī)理研究.pdf

1、本文以合金、陶瓷及復(fù)合粉體為原料，通過等離子噴涂工藝在金屬套管外層表面制備了陶瓷復(fù)合涂層。
　　 陶瓷復(fù)合涂層由合金底層、FeAl2O4/Fe/Al2O3復(fù)合中間層及ZrO2 陶瓷工作層構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該涂層在高溫條件下具備優(yōu)秀的耐鋅液腐蝕性能。
　　 在合金底層材料的選擇過程中，考慮到陶瓷復(fù)合涂層的實(shí)際使用環(huán)境，采用Fe-Al 合金取代了傳統(tǒng)的Ni/Al 合金。實(shí)驗(yàn)證明，由Fe-Al 合金中的金屬間化合物有著優(yōu)秀的

2、耐鋅液腐蝕的性能，在高溫抗氧化性能方面優(yōu)于Ni/Al 合金，并且在涂層結(jié)合力方面也有著不錯(cuò)的表現(xiàn)。由于ZrO2 陶瓷涂層和Fe-Al 合金涂層之間的熱膨脹系數(shù)存在較大的差距，不利于二者高溫條件下長時(shí)間的結(jié)合，故在它們中間加入了FeAl2O4/Fe/Al2O3復(fù)合中間層，這是一種金屬/陶瓷復(fù)合材料，有效地降低了涂層間的應(yīng)力，并且具有優(yōu)秀的耐鋅液腐蝕性能，提高了陶瓷復(fù)合涂層的整體壽命。
　　 實(shí)驗(yàn)中通過等離子噴涂Fe-Al 合金粉體

3、制備涂層，比較了Fe-Al和Ni/Al 合金底層的結(jié)合強(qiáng)度、抗氧化強(qiáng)度及耐腐蝕壽命，分析Fe-Al 合金涂層的耐鋅液腐蝕行為，總結(jié)了Fe-Al合金會(huì)在一定程度內(nèi)固溶鋅原子，形成Fe-Al-Zn 三元固溶體，并隨著腐蝕進(jìn)行三元相會(huì)分解形成Fe-Zn 合金的規(guī)律。
　　 通過反應(yīng)等離子噴涂Fe2O3/Al復(fù)合粉體制備了FeAl2O4/Fe/Al2O3復(fù)合涂層，觀察并分析了涂層的結(jié)構(gòu)及相分布。通過腐蝕實(shí)驗(yàn)研究了FeAl2O4/Fe/A

4、l2O3復(fù)合涂層在高溫鋅液中的耐腐蝕機(jī)理，著重分析了FeAl2O4在鋅液中的變化過程，得到了FeAl2O4 Zn(FexAl2-x)O4 ZnO++L L的結(jié)論。
　　 實(shí)驗(yàn)中依次在金屬套管基體表面制備Fe-Al 層、FeAl2O4/Fe/Al2O3 層，在最外層通過噴涂ZrO2 粉體制備了具備高硬度和高耐腐蝕性能的ZrO2 涂層。通過模擬加熱管的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，研究分析了陶瓷復(fù)合涂層的腐蝕壽命及破壞過程。
　　 本文最后