Al2O3-CeO2-Y2O3復合防護涂層的研究.pdf

1、一種金屬材料是否具有理想的抗高溫氧化性能，取決于它一旦暴露在高溫環(huán)境中能否形成致密、熱穩(wěn)定性高、熱生長速度慢的保護性氧化物膜，如Cr2O3或Al2O3等。但是，普通商用合金通常形成保護性較差的以基體主元的氧化物為主的氧化物膜。為此，它們一般需施加熱生長Cr2O3或Al2O3氧化層的高溫防護涂層以提高抗高溫腐蝕性能。應用廣泛的不銹鋼金屬材料在優(yōu)良條件下具有非常強大的抗腐蝕能力，但如果將此材質放在比較惡劣的環(huán)境下，不銹鋼仍會發(fā)生嚴重的腐蝕。

2、所以我們要是在其表面制備涂層（特別是無機氧化物涂層）可提高不銹鋼的耐蝕能力。Al2O3–CeO2–Y2O3復合薄膜具有優(yōu)良抗腐蝕性，若進一步通過摻雜改性可以極大的改善它的很多方面的性能。由于它潛在的應用價值，因而成為近年來研究的焦點。
　　本文主要采用溶膠–凝膠法（sol–gel）和合金電沉積法在SUS304不銹鋼表面引入Al2O3–CeO2–Y2O3復合防護涂層。采用XRD、EDS、掃描電鏡（SEM）及電化學綜合測試儀等手段對涂

3、層的晶相、表面形貌和耐蝕性能進行分析。主要得出以下結論：
　　以硝酸鈰（Ce(NO3)3·6H2O）、硝酸鋁（Al(NO3)3·9H2O）和硝酸釔（Y(NO3)3·6H2O）為前軀體制得復合溶膠，并考察了膠溶劑的加入速度、回溶溫度、pH值大小及PVP的添加量對成膜效果的影響；通過浸漬涂膜法和旋轉涂膜法兩種成膜方法制得的復合防護涂層耐蝕性能比較，選用旋轉涂膜法進行成膜較宜。涂膜次數(shù)為5次，熱處理溫度為550℃，升溫速率為0.5℃/s

4、，此時得到的復合氧化膜有較強的耐腐蝕性，平均孔隙率最低約達24％。
　　用電化學沉積法制備Al–Ce–Y合金鍍層，然后經(jīng)過熱處理獲得Al2O3–CeO2–Y2O3復合防護涂層。在本實驗條件下，沉積液pH值為2.5-3.5、沉積液溫度30-45℃、陰極電流密度2.2-2.5 A·cm-2、沉積時間為20-30min時，沉積出的合金鍍層較均勻、致密和平整，熱處理后得到的氧化膜也優(yōu)良；采用相關測試儀器，對Al2O3–CeO2–Y2O3復