碳鋼高溫抗氧化涂層制備及其性能研究
發(fā)布時間:2022-09-30 14:28
以鋁礬土、硼砂、玻璃粉和鈦白粉(金紅石型)為主要原料,制備了碳鋼抗氧化涂層。利用金相顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)分析了涂層的物相組成與形貌。結(jié)果表明,以鋁礬土和硼砂為原料制備的二元抗氧化涂層主要物相為剛玉和方石英,其基體邊緣脫碳層深度為無保護(hù)試樣的25%,加熱5h后失重量平均下降88%;鋁礬土與硼砂的質(zhì)量比為1:2到1:1之間時,涂層中的Al2O3與Na2BO4發(fā)生反應(yīng)生成A13B06;鋁礬土與硼砂比例為1:2時的涂層抗氧化性能最好,室溫下為光潔連續(xù)的玻璃態(tài)物質(zhì),表面顯微形貌結(jié)構(gòu)致密,孔洞較少,能自行脫落,熱膨脹系數(shù)約為7.36×10-6 m/℃,在900℃空氣中加熱5h后失重率僅為0.009%。以鋁礬土、硼砂和玻璃粉為原料制備的三元抗氧化涂層主要物相也為剛玉和方石英,其基體邊緣脫碳層深度為無保護(hù)試樣的21%;當(dāng)玻璃粉添加量為3g時,涂層抗氧化性能最好,其表面結(jié)構(gòu)較二元涂層有進(jìn)一步改善,加熱5h質(zhì)量變化率僅為0.007%,熱膨脹系數(shù)約為6.37×10-6m/℃。以鋁礬土、硼砂、玻璃粉和鈦白粉(金紅石型)為原料制備的四元抗氧化涂層主要物相為剛...
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 氧化防護(hù)手段
1.2.1 真空法
1.2.2 保護(hù)氣氛法
1.2.3 鹽浴法
1.2.4 高溫抗氧化涂層保護(hù)法
1.3 高溫抗氧化涂層
1.3.1 高溫抗氧化涂層研究現(xiàn)狀
1.3.2 高溫抗氧化涂層保護(hù)機(jī)理
1.3.3 高溫抗氧化涂層性能要求
1.3.4 高溫抗氧化涂層設(shè)計原則
1.4 原料選擇依據(jù)
1.4.1 熱膨脹系數(shù)
1.4.2 表面張力
1.4.3 粘結(jié)劑及載液
第2章 實驗
2.1 基材選擇與涂層制備
2.1.1 基材選擇與前處理
2.1.2 涂層制備
2.2 涂層性能分析
2.2.1 氧化失重實驗
2.2.2 試樣金相分析
2.2.3 試樣微觀結(jié)構(gòu)及熱重分析
第3章 涂層成分確定
3.1 涂層基本組分確定
3.2 涂層其他成分確定
3.3 粘結(jié)劑濃度確定
第4章 碳鋼高溫抗氧化涂層及性能分析
4.1 二元涂層比例篩選
4.2 二元涂層性能分析
4.2.1 顯微形貌
4.2.2 基體金相組織
4.2.3 抗氧化性能
4.2.4 物相組成
4.3 對二元系涂層A性能探究及分析
4.3.1 涂層A加熱過程中物相轉(zhuǎn)變
4.3.2 涂層A差熱分析
4.3.3 涂層A剝落性能與熱膨脹系數(shù)
4.3.4 涂層A與基體之間作用
4.4 三元涂層比例篩選
4.5 三元涂層性能分析
4.5.1 顯微形貌
4.5.2 基體金相組織
4.5.3 抗氧化性能
4.5.4 物相組成
4.6 對三元系涂層C性能探究及分析
4.6.1 涂層C差熱分析
4.6.2 涂層C剝落性能與熱膨脹系數(shù)
4.6.3 涂層C與基體之間作用
4.7 四元涂層比例篩選
4.8 四元涂層性能分析
4.8.1 顯微形貌
4.8.2 基體金相組織
4.8.3 抗氧化性能
4.8.4 物相組成
4.9 對四元系涂層A性能探究及分析
4.9.1 涂層A差熱分析
4.9.2 涂層A剝落性能與熱膨脹系數(shù)
4.9.3 涂層A與基體之間的作用
4.10 本章小結(jié)
第5章 三類涂層性能比較
5.1 顯微形貌
5.2 脫碳層深度
5.3 抗氧化性能
5.4 物相組成
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號:3683722
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 氧化防護(hù)手段
1.2.1 真空法
1.2.2 保護(hù)氣氛法
1.2.3 鹽浴法
1.2.4 高溫抗氧化涂層保護(hù)法
1.3 高溫抗氧化涂層
1.3.1 高溫抗氧化涂層研究現(xiàn)狀
1.3.2 高溫抗氧化涂層保護(hù)機(jī)理
1.3.3 高溫抗氧化涂層性能要求
1.3.4 高溫抗氧化涂層設(shè)計原則
1.4 原料選擇依據(jù)
1.4.1 熱膨脹系數(shù)
1.4.2 表面張力
1.4.3 粘結(jié)劑及載液
第2章 實驗
2.1 基材選擇與涂層制備
2.1.1 基材選擇與前處理
2.1.2 涂層制備
2.2 涂層性能分析
2.2.1 氧化失重實驗
2.2.2 試樣金相分析
2.2.3 試樣微觀結(jié)構(gòu)及熱重分析
第3章 涂層成分確定
3.1 涂層基本組分確定
3.2 涂層其他成分確定
3.3 粘結(jié)劑濃度確定
第4章 碳鋼高溫抗氧化涂層及性能分析
4.1 二元涂層比例篩選
4.2 二元涂層性能分析
4.2.1 顯微形貌
4.2.2 基體金相組織
4.2.3 抗氧化性能
4.2.4 物相組成
4.3 對二元系涂層A性能探究及分析
4.3.1 涂層A加熱過程中物相轉(zhuǎn)變
4.3.2 涂層A差熱分析
4.3.3 涂層A剝落性能與熱膨脹系數(shù)
4.3.4 涂層A與基體之間作用
4.4 三元涂層比例篩選
4.5 三元涂層性能分析
4.5.1 顯微形貌
4.5.2 基體金相組織
4.5.3 抗氧化性能
4.5.4 物相組成
4.6 對三元系涂層C性能探究及分析
4.6.1 涂層C差熱分析
4.6.2 涂層C剝落性能與熱膨脹系數(shù)
4.6.3 涂層C與基體之間作用
4.7 四元涂層比例篩選
4.8 四元涂層性能分析
4.8.1 顯微形貌
4.8.2 基體金相組織
4.8.3 抗氧化性能
4.8.4 物相組成
4.9 對四元系涂層A性能探究及分析
4.9.1 涂層A差熱分析
4.9.2 涂層A剝落性能與熱膨脹系數(shù)
4.9.3 涂層A與基體之間的作用
4.10 本章小結(jié)
第5章 三類涂層性能比較
5.1 顯微形貌
5.2 脫碳層深度
5.3 抗氧化性能
5.4 物相組成
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號:3683722
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