Al2O3-CeO2-Y2O3復(fù)合防護(hù)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(zhǎng)速度慢的保護(hù)性氧化物膜，如Cr2O3或Al2O3等。但是，普通商用合金通常形成保護(hù)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(zhǎng)Cr2O3或Al2O3氧化層的高溫防護(hù)涂層以提高抗高溫腐蝕性能。應(yīng)用廣泛的不銹鋼金屬材料在優(yōu)良條件下具有非常強(qiáng)大的抗腐蝕能力，但如果將此材質(zhì)放在比較惡劣的環(huán)境下，不銹鋼仍會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。

2、所以我們要是在其表面制備涂層（特別是無(wú)機(jī)氧化物涂層）可提高不銹鋼的耐蝕能力。Al2O3–CeO2–Y2O3復(fù)合薄膜具有優(yōu)良抗腐蝕性，若進(jìn)一步通過(guò)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(yīng)用價(jià)值，因而成為近年來(lái)研究的焦點(diǎn)。
　　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(fù)合防護(hù)涂層。采用XRD、EDS、掃描電鏡（SEM）及電化學(xué)綜合測(cè)試儀等手段對(duì)涂

3、層的晶相、表面形貌和耐蝕性能進(jìn)行分析。主要得出以下結(jié)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(fù)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(duì)成膜效果的影響；通過(guò)浸漬涂膜法和旋轉(zhuǎn)涂膜法兩種成膜方法制得的復(fù)合防護(hù)涂層耐蝕性能比較，選用旋轉(zhuǎn)涂膜法進(jìn)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(shí)得到的復(fù)合氧化膜有較強(qiáng)的耐腐蝕性，平均孔隙率最低約達(dá)24％。
　　用電化學(xué)沉積法制備Al–Ce–Y合金鍍層，然后經(jīng)過(guò)熱處理獲得Al2O3–CeO2–Y2O3復(fù)合防護(hù)涂層。在本實(shí)驗(yàn)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(shí)間為20-30min時(shí)，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(guān)測(cè)試儀器，對(duì)Al2O3–CeO2–Y2O3復(fù)