Ni-Cu-P-PTFE防垢鍍層制備及性能研究.pdf

1、在熱交換器運(yùn)行過(guò)程中,普遍存在著污垢吸附和沉積于換熱面的問(wèn)題。這些污垢的粘附,使得換熱面的熱阻急劇增加,從而降低了換熱設(shè)備的傳熱效率,造成嚴(yán)重的能源和經(jīng)濟(jì)損失。因此,解決熱交換器的污垢問(wèn)題顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)熱交換器表面改性處理,從而使換熱面具有抗垢性能,最終降低污垢的沉積是解決污垢問(wèn)題的一個(gè)重要研究方向。本文以課題組系統(tǒng)研究的三元 Ni-Cu-P鍍層為基礎(chǔ),開(kāi)展Ni-Cu-P-PTFE鍍層抗垢性能研究。概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面的工作

2、:
　　(1)使用化學(xué)鍍的方法,調(diào)整工藝參數(shù),在低碳鋼表面獲得了PTFE粒子含量不同的Ni-Cu-P-PTFE鍍層,并分析了工藝參數(shù)對(duì)鍍層表面形貌、成分含量和沉積速度的影響。結(jié)果表明,鍍層沉積速度和鍍層中PTFE粒子的含量在PTFE乳液濃度增加到12 ml/L時(shí)均可達(dá)到最大值,然而繼續(xù)增加PTFE乳液濃度對(duì)鍍層沉積速度和PTFE粒子含量并無(wú)益處。
　　(2)利用X射線衍射分析儀(XRD)、差示掃描量化儀(DSC),對(duì)制備的N

3、i-Cu-P-PTFE鍍層的組織結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,所有Ni-Cu-P-PTFE鍍層在2?=45°附近出現(xiàn)了饅頭峰,為典型的非晶態(tài)為主結(jié)構(gòu)。PTFE粒子的共沉積并不能顯著改變鍍層原有的結(jié)構(gòu)形態(tài);隨著鍍層中 PTFE粒子含量的增加, Ni-Cu-P-PTFE鍍層的表面激活能也呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)。
　　(3)采用MFT-4000多功能表面性能測(cè)試儀和MH-6型數(shù)顯維氏硬度計(jì)研究了鍍層中PTFE粒子含量對(duì)其機(jī)械性能的影響。

4、結(jié)果表明,Ni-Cu-P-PTFE鍍層的彈性模量、顯微硬度、摩擦系數(shù)和表面光潔度會(huì)隨著鍍層中PTFE粒子含量的增加而降低。而鍍層的結(jié)合強(qiáng)度不僅取決于鍍層中的PTFE粒子含量,還與鍍液中的表面活性劑相關(guān);進(jìn)一步的腐蝕實(shí)驗(yàn)表明:由于界面和孔隙的存在,Ni-Cu-P-PTFE鍍層的耐蝕性與鍍層中PTFE粒子含量成反比。
　　(4)通過(guò)快速污垢沉積實(shí)驗(yàn),研究了鍍層表面自由能、表面粗糙度與污垢沉積量之間的關(guān)系,并建立了灰色-馬爾科夫污垢預(yù)測(cè)