【摘要】：以"硅酸鈉+硅酸鉀"溶液(質(zhì)量比1:2)為粘結(jié)劑,采用高溫(800°C)熔燒法在304不銹鋼表面制備了4種陶瓷骨料含量不同的硅酸鹽陶瓷涂層。使用掃描電鏡、X射線衍射儀和熱重分析儀表征了所得涂層的形貌、物相和成膜過程中的質(zhì)量變化,考察了涂層的高溫氧化動(dòng)力學(xué)行為,探討了涂層厚度與結(jié)合強(qiáng)度之間的關(guān)系,測(cè)試了涂層的抗熱震性能。結(jié)果表明,以8%Al粉、6%SiC、6%B_4C、4%鈦白粉和4%玻璃粉制備的涂層表面平整。基體中的Fe元素與陶瓷骨料組分之間相互擴(kuò)散與滲透,形成了AlB_2、Fe_xTi_yO_z等新的晶相。該涂層在厚度為150μm時(shí)與基體的結(jié)合強(qiáng)度為26.1 MPa,經(jīng)1 100℃高溫氧化5 h后單位面積氧化增重量?jī)H為0.21 mg/cm~2,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗高溫氧化性能。該涂層的熱膨脹系數(shù)與金屬基體最接近,因而表現(xiàn)出最好的抗熱震性能。
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 范圍10°~80°。1.3.5結(jié)合強(qiáng)度根據(jù)YS/T542 2006《熱噴涂層抗拉強(qiáng)度的測(cè)定》，用FM1000型固態(tài)薄膜膠粘結(jié)試樣，用材料拉伸試驗(yàn)機(jī)將力加載在涂層樣板兩端，拉伸速率1mm/min，涂層與不銹鋼基體脫落時(shí)的載荷除以樣板的橫截面積即為結(jié)合強(qiáng)度。1.3.6抗熱震性能將試樣放入電阻爐內(nèi)，在不同溫度下灼燒30min后投入冷水(25°C)中迅速冷卻，觀察涂層的表面變化，然后循環(huán)灼燒、冷卻。當(dāng)非邊角處的涂層有1/3面積與金屬基體剝離時(shí)涂層失效，記錄至此的循環(huán)次數(shù)，作為涂層在相應(yīng)溫度下的熱震壽命。2結(jié)果與討論2.1涂層的表面形貌由圖1示出的各涂層外觀照片可見，S1和S4涂層均有一定程度的缺陷。前者主要表現(xiàn)在邊緣處的剝落和嚴(yán)重的縮孔現(xiàn)象，這可能是由于S1配方的陶瓷骨料在800°C熔融狀態(tài)下熱應(yīng)力分配不均，導(dǎo)致組分之間出現(xiàn)縮聚；后者的局部區(qū)域出現(xiàn)鼓泡和孔洞，相繼與基體脫離而失效。相比而言，S2和S3涂層基本保持表面平整致密，無(wú)明顯缺陷，表觀形貌較好。(a)S1(b)S2(c)S3(d)S4圖1不同骨料配方所制涂層的宏觀形貌Figure1Appearanceofthecoatingspreparedwithdifferentcompositionsofceramicaggregates由圖2可見，經(jīng)過800°C熔燒，S1涂層的陶瓷骨料因燒結(jié)作用生成了熔融態(tài)的“柱狀”晶體[7]，它們之間呈現(xiàn)縱橫交織的“溝壑”形態(tài)，破壞了涂層的完整性。這些晶體可能是Al粉高溫熔化后生成的Al2O3，也可能是SiC、B4C的高溫聚集體。因?yàn)椴ＡЯ先刍箅y以完全填補(bǔ)陶瓷晶體之間的空隙，所以S1涂層表面孔洞較多。而S2涂層表面在微觀上基本保持平整，只在局部區(qū)域出現(xiàn)“褶皺”狀的重疊，產(chǎn)生了少量孔洞，這可能是由于在高溫作用下陶瓷組分的鍵合結(jié)構(gòu)發(fā)生重新排列，導(dǎo)致形貌變化。S3涂層表面均勻完整，致密性較好，局部區(qū)域有大粒徑的陶瓷顆粒凸?
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 范圍10°~80°。1.3.5結(jié)合強(qiáng)度根據(jù)YS/T542 2006《熱噴涂層抗拉強(qiáng)度的測(cè)定》，用FM1000型固態(tài)薄膜膠粘結(jié)試樣，用材料拉伸試驗(yàn)機(jī)將力加載在涂層樣板兩端，拉伸速率1mm/min，涂層與不銹鋼基體脫落時(shí)的載荷除以樣板的橫截面積即為結(jié)合強(qiáng)度。1.3.6抗熱震性能將試樣放入電阻爐內(nèi)，在不同溫度下灼燒30min后投入冷水(25°C)中迅速冷卻，觀察涂層的表面變化，然后循環(huán)灼燒、冷卻。當(dāng)非邊角處的涂層有1/3面積與金屬基體剝離時(shí)涂層失效，記錄至此的循環(huán)次數(shù)，作為涂層在相應(yīng)溫度下的熱震壽命。2結(jié)果與討論2.1涂層的表面形貌由圖1示出的各涂層外觀照片可見，S1和S4涂層均有一定程度的缺陷。前者主要表現(xiàn)在邊緣處的剝落和嚴(yán)重的縮孔現(xiàn)象，這可能是由于S1配方的陶瓷骨料在800°C熔融狀態(tài)下熱應(yīng)力分配不均，導(dǎo)致組分之間出現(xiàn)縮聚；后者的局部區(qū)域出現(xiàn)鼓泡和孔洞，相繼與基體脫離而失效。相比而言，S2和S3涂層基本保持表面平整致密，無(wú)明顯缺陷，表觀形貌較好。(a)S1(b)S2(c)S3(d)S4圖1不同骨料配方所制涂層的宏觀形貌Figure1Appearanceofthecoatingspreparedwithdifferentcompositionsofceramicaggregates由圖2可見，經(jīng)過800°C熔燒，，S1涂層的陶瓷骨料因燒結(jié)作用生成了熔融態(tài)的“柱狀”晶體[7]，它們之間呈現(xiàn)縱橫交織的“溝壑”形態(tài)，破壞了涂層的完整性。這些晶體可能是Al粉高溫熔化后生成的Al2O3，也可能是SiC、B4C的高溫聚集體。因?yàn)椴ＡЯ先刍箅y以完全填補(bǔ)陶瓷晶體之間的空隙，所以S1涂層表面孔洞較多。而S2涂層表面在微觀上基本保持平整，只在局部區(qū)域出現(xiàn)“褶皺”狀的重疊，產(chǎn)生了少量孔洞，這可能是由于在高溫作用下陶瓷組分的鍵合結(jié)構(gòu)發(fā)生重新排列，導(dǎo)致形貌變化。S3涂層表面均勻完整，致密性較好，局部區(qū)域有大粒徑的陶瓷顆粒凸?
【作者單位】： 陸軍勤務(wù)學(xué)院軍事設(shè)施系;重慶鐵馬工業(yè)集團(tuán);94786部隊(duì);
【基金】：重慶市研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CYS16238) 全軍后勤科研計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(BX110C016)
【分類號(hào)】：TG174.453

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 比爾·伯切爾;孫立;;陶瓷涂層中心[J];航空維修與工程;2007年05期

2 譚澄宇,鄭子樵,夏長(zhǎng)清;新型高溫陶瓷涂層的制備工藝[J];新技術(shù)新工藝;2002年07期

3 盧屹東,亢世江,丁敏,陳學(xué)廣;金屬表面陶瓷涂層的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用[J];焊接技術(shù);2005年02期

4 李大勇,李傳校,王大飛;金屬表面原位摩擦自修復(fù)陶瓷涂層的機(jī)理研究[J];山東化工;2005年03期

5 程西云;石磊;;稀土對(duì)陶瓷涂層的改性作用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];潤(rùn)滑與密封;2006年01期

6 王海聲;李德遠(yuǎn);吳汪洋;;陶瓷涂層技術(shù)在艦船上的應(yīng)用[J];表面工程資訊;2011年01期

7 林雪;郝建軍;劉麗愉;;生物活性陶瓷涂層材料的制備及研究進(jìn)展[J];電鍍與精飾;2012年04期

8 孫家樞;用于發(fā)動(dòng)機(jī)的陶瓷涂層[J];材料保護(hù);1988年02期

9 許伯藩,張細(xì)菊,蒙鵬博,張斌;靜態(tài)自蔓延高溫合成陶瓷涂層試驗(yàn)研究[J];武漢冶金科技大學(xué)學(xué)報(bào);1998年02期

10 張文毓;;耐磨陶瓷涂層研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J];陶瓷;2013年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 樊智輝;陳金龍;劉倩;;基底/陶瓷涂層力學(xué)行為的研究[A];第十二屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

2 李桂林;;陶瓷涂層材料及其應(yīng)用[A];2006年中國(guó)西安熱噴涂在工業(yè)中應(yīng)用技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2006年

3 陳曉明;韓慶榮;許傳波;黃志紅;;生物活性陶瓷涂層的制備研究[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

4 田偉;楊勇;王超會(huì);王鈾;;高強(qiáng)韌耐磨納米陶瓷涂層的制備及應(yīng)用[A];第六屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

5 童兆和;丁傳賢;嚴(yán)東生;;45~#鋼與陶瓷涂層對(duì)磨時(shí)磨損行為研究[A];第五屆全國(guó)摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1992年

6 魏莉;孫宇;;鋁基無(wú)機(jī)阻燃陶瓷涂層的研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第6分冊(cè)）[C];2010年

7 喇培清;薛群基;劉維民;楊軍;;燃燒合成熔化方法低溫制備W_2C陶瓷涂層的研究[A];第七屆全國(guó)摩擦學(xué)大會(huì)論文集（二）[C];2002年

8 熊星云;;低合金鋼坯加熱高溫陶瓷涂層的研究[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

9 張翼飛;趙忠民;尹玉軍;張龍;;1Cr18Ni9Ti與TiC-TiB_2熔化連接及其陶瓷涂層制備研究[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

10 趙世海;蔣秀明;淮旭國(guó);;高性能陶瓷涂層在國(guó)內(nèi)紡織機(jī)械中的應(yīng)用[A];第七屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二屆表面工程青年學(xué)術(shù)論壇論文集（一）[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 黃錦濱;熱噴涂技術(shù)及陶瓷涂層的應(yīng)用[N];中國(guó)石油報(bào);2005年

2 張化義;不銹鋼在現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施中的重要作用[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

3 肖英龍;不銹鋼在日本基礎(chǔ)建設(shè)中的應(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

4 李兵;不銹鋼表面處理新法[N];中國(guó)冶金報(bào);2002年

5 郭廷杰;日本不銹鋼表面加工現(xiàn)狀（一）[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2004年

6 楊兆林;完全陶瓷涂層結(jié)晶器開發(fā)與應(yīng)用[N];中國(guó)冶金報(bào);2006年

7 全榮;日本不銹鋼的發(fā)展[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2011年

8 ;不銹鋼表面處理[N];現(xiàn)代物流報(bào);2005年

9 ;不銹鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)[N];現(xiàn)代物流報(bào);2007年

10 劉春來 譯;日新制鋼耐蝕不銹鋼的開發(fā)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

本文編號(hào)：2516175