Ni-Cu-P-PTFE防垢鍍層制備及性能研究.pdf

1、在熱交換器運行過程中,普遍存在著污垢吸附和沉積于換熱面的問題。這些污垢的粘附,使得換熱面的熱阻急劇增加,從而降低了換熱設備的傳熱效率,造成嚴重的能源和經濟損失。因此,解決熱交換器的污垢問題顯得尤為重要。通過對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題的一個重要研究方向。本文以課題組系統(tǒng)研究的三元 Ni-Cu-P鍍層為基礎,開展Ni-Cu-P-PTFE鍍層抗垢性能研究。概括起來主要有以下幾個方面的工作

2、:
　　(1)使用化學鍍的方法,調整工藝參數,在低碳鋼表面獲得了PTFE粒子含量不同的Ni-Cu-P-PTFE鍍層,并分析了工藝參數對鍍層表面形貌、成分含量和沉積速度的影響。結果表明,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時均可達到最大值,然而繼續(xù)增加PTFE乳液濃度對鍍層沉積速度和PTFE粒子含量并無益處。
　　(2)利用X射線衍射分析儀(XRD)、差示掃描量化儀(DSC),對制備的N

3、i-Cu-P-PTFE鍍層的組織結構和熱穩(wěn)定性進行了研究。結果表明,所有Ni-Cu-P-PTFE鍍層在2?=45°附近出現了饅頭峰,為典型的非晶態(tài)為主結構。PTFE粒子的共沉積并不能顯著改變鍍層原有的結構形態(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出增大的趨勢。
　　(3)采用MFT-4000多功能表面性能測試儀和MH-6型數顯維氏硬度計研究了鍍層中PTFE粒子含量對其機械性能的影響。

4、結果表明,Ni-Cu-P-PTFE鍍層的彈性模量、顯微硬度、摩擦系數和表面光潔度會隨著鍍層中PTFE粒子含量的增加而降低。而鍍層的結合強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;進一步的腐蝕實驗表明: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)通過快速污垢沉積實驗,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系,并建立了灰色-馬爾科夫污垢預測