Al2O3-CeO2-Y2O3納米復(fù)合涂層的耐蝕性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,鋼鐵材料在冶金、化工、建筑、航天、醫(yī)學(xué)等各個(gè)部門(mén)的工況使用條件愈發(fā)苛刻,由腐蝕產(chǎn)生的問(wèn)題日趨嚴(yán)重,尋找一種新型的防腐鈍化技術(shù)己成當(dāng)務(wù)之急。納米復(fù)合涂層由于其良好的保護(hù)性、裝飾性以及優(yōu)良的表面性能改善等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。本研究初步探索以SUS304不銹鋼為基體,Al(NO3)3為主鹽,采用溶膠-凝膠旋涂法制備Al2O3-CeO2-Y2O3納米復(fù)合涂層,改善其工藝及耐蝕性能,該工藝流程簡(jiǎn)單、易操作,與熱噴涂、物理(化學(xué)

2、)氣相沉積等方法相比,設(shè)備及原料成本低,工藝過(guò)程易控制,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)摸索出一種制備均勻、透明、穩(wěn)定的復(fù)合溶膠的方法,并以SUS304不銹鋼為基體,采用旋轉(zhuǎn)涂覆技術(shù)成功制備出Al2O3-CeO2-Y2O3納米復(fù)合涂層。主要討論了制備涂層工藝過(guò)程中影響涂層質(zhì)量和性能的因素:(1)溶膠的制備。采用正交試驗(yàn)結(jié)合單因素試驗(yàn)確定配置溶膠時(shí)的最佳參數(shù)組合;(2)旋涂工藝。包括旋涂轉(zhuǎn)速及時(shí)間的確定;(3)退火溫度

3、。包括低溫?zé)崽幚砗透邷責(zé)Y(jié)溫度的制定。采用失重試驗(yàn)、動(dòng)電位極化曲線(xiàn)和交流阻抗法對(duì)納米復(fù)合涂層的耐蝕性進(jìn)行測(cè)試與探討。掃描電鏡和能譜儀分別分析涂層試樣的形貌和成分組成,采用X射線(xiàn)衍射儀分析復(fù)合涂層及粉末的物相組成。綜合對(duì)比空白試樣、單一涂層試樣和優(yōu)化后復(fù)合涂層試樣的耐腐蝕性能。
　　研究表明最佳復(fù)合溶膠的制備條件為:主鹽Al(NO3)3·9H2O的摩爾濃度為0.5～0.6M,膠溶溫度85℃,n(H+)/n(Al3+)為0.25～0.

4、30,溶膠時(shí)間2h。最佳復(fù)合涂層的制備條件為:總金屬離子濃度為0.533M,(Ce+Y)/Al百分比值為3.75％,PVP單體濃度為0.4M,旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/min,旋涂30s,旋涂5次可得到所需厚度的復(fù)合涂層。當(dāng)干燥溫度為300℃,以一定的升溫速率在800℃退火2h后,可得到形貌結(jié)構(gòu)和耐蝕性能良好的Al2O3-CeO2-Y2O3納米復(fù)合涂層。經(jīng)最優(yōu)復(fù)合涂層處理后的試樣腐蝕速率為0.0289g/m2h,腐蝕電流為2.3605x10