碳钢高温抗氧化涂层制备及其性能研究

发布时间：2022-09-30 14:28

　　以铝矾土、硼砂、玻璃粉和钛白粉（金红石型）为主要原料,制备了碳钢抗氧化涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）分析了涂层的物相组成与形貌。结果表明,以铝矾土和硼砂为原料制备的二元抗氧化涂层主要物相为刚玉和方石英,其基体边缘脱碳层深度为无保护试样的25%,加热5h后失重量平均下降88%;铝矾土与硼砂的质量比为1:2到1:1之间时,涂层中的Al2O3与Na2BO4发生反应生成A13B06;铝矾土与硼砂比例为1:2时的涂层抗氧化性能最好,室温下为光洁连续的玻璃态物质,表面显微形貌结构致密,孔洞较少,能自行脱落,热膨胀系数约为7.36×10-6 m/℃,在900℃空气中加热5h后失重率仅为0.009%。以铝矾土、硼砂和玻璃粉为原料制备的三元抗氧化涂层主要物相也为刚玉和方石英,其基体边缘脱碳层深度为无保护试样的21%;当玻璃粉添加量为3g时,涂层抗氧化性能最好,其表面结构较二元涂层有进一步改善,加热5h质量变化率仅为0.007%,热膨胀系数约为6.37×10-6m/℃。以铝矾土、硼砂、玻璃粉和钛白粉（金红石型）为原料制备的四元抗氧化涂层主要物相为刚... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化防护手段
        1.2.1 真空法
        1.2.2 保护气氛法
        1.2.3 盐浴法
        1.2.4 高温抗氧化涂层保护法
    1.3 高温抗氧化涂层
        1.3.1 高温抗氧化涂层研究现状
        1.3.2 高温抗氧化涂层保护机理
        1.3.3 高温抗氧化涂层性能要求
        1.3.4 高温抗氧化涂层设计原则
    1.4 原料选择依据
        1.4.1 热膨胀系数
        1.4.2 表面张力
        1.4.3 粘结剂及载液
第2章 实验
    2.1 基材选择与涂层制备
        2.1.1 基材选择与前处理
        2.1.2 涂层制备
    2.2 涂层性能分析
        2.2.1 氧化失重实验
        2.2.2 试样金相分析
        2.2.3 试样微观结构及热重分析
第3章 涂层成分确定
    3.1 涂层基本组分确定
    3.2 涂层其他成分确定
    3.3 粘结剂浓度确定
第4章 碳钢高温抗氧化涂层及性能分析
    4.1 二元涂层比例筛选
    4.2 二元涂层性能分析
        4.2.1 显微形貌
        4.2.2 基体金相组织
        4.2.3 抗氧化性能
        4.2.4 物相组成
    4.3 对二元系涂层A性能探究及分析
        4.3.1 涂层A加热过程中物相转变
        4.3.2 涂层A差热分析
        4.3.3 涂层A剥落性能与热膨胀系数
        4.3.4 涂层A与基体之间作用
    4.4 三元涂层比例筛选
    4.5 三元涂层性能分析
        4.5.1 显微形貌
        4.5.2 基体金相组织
        4.5.3 抗氧化性能
        4.5.4 物相组成
    4.6 对三元系涂层C性能探究及分析
        4.6.1 涂层C差热分析
        4.6.2 涂层C剥落性能与热膨胀系数
        4.6.3 涂层C与基体之间作用
    4.7 四元涂层比例筛选
    4.8 四元涂层性能分析
        4.8.1 显微形貌
        4.8.2 基体金相组织
        4.8.3 抗氧化性能
        4.8.4 物相组成
    4.9 对四元系涂层A性能探究及分析
        4.9.1 涂层A差热分析
        4.9.2 涂层A剥落性能与热膨胀系数
        4.9.3 涂层A与基体之间的作用
    4.10 本章小结
第5章 三类涂层性能比较
    5.1 显微形貌
    5.2 脱碳层深度
    5.3 抗氧化性能
    5.4 物相组成
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3683722