高抗腐蚀性搪瓷复合涂层的制备与性能研究
发布时间：2021-02-21 09:42
不锈钢管道广泛用于工业和生活用管道系统,其需要有良好的成型性能、涂搪性能以及耐酸碱腐蚀等性能。管道内壁是与流体接触的主要部分,内表面的性能决定了管道质量的优劣,而且工业管道使用的环境常常为强酸和强碱等恶劣使用环境,更易引起管道被腐蚀而造成安全性问题。因此,针对以上问题,本文通过探究复合搪瓷涂层的制备技术来对搪瓷涂层的各项性能参数进行调控。在304和321不锈钢基体表面制备得到性能优良的搪瓷涂层,评价了不同基体表面的涂搪性能,同时表征了搪瓷涂层的各项性能,并结合钢瓷界面微观结合形貌表征了其性能特征。此外,通过对不锈钢表面阳极氧化处理的手段在321不锈钢表面制备了阳极氧化膜,以此来改善不锈钢表面的涂搪性能、抗热震性能、耐腐蚀性能等。最后,在不同弯曲程度的321不锈钢弯管内外表面涂搪,分析了其搪烧前后力学性能的变化特征,结合搪瓷浆料流动性和微观界面结合形貌来评价了弯管的内孔涂搪效果。采用了两种不同化学成分的搪瓷釉料:搪瓷釉料-1和搪瓷釉料-2,搪瓷釉料的主要化学组成是以SiO2为主的各种氧化物,经过900℃反应作用后,釉料中独立的氧化物的物相转变为了网络骨架状的晶相硅酸...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
搪瓷制品的应用（a）搪瓷杯（b）电容元件（c）搪瓷管（d）热水器内胆Figure1.1Applicationofenamelproducts(a)enamelcup(b)capacitiveelement(c)enamelpipe
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文搪瓷釉料主要的成分是二氧化硅、三氧化二硼等氧化物，经高温反应条件后，其对应产物的结构状态应是以二氧化硅、三氧化二硼等氧化物通过多面体相互交互作用的结合形成一个连续的网状骨架结构，例如：硅酸盐网络状结构、硼酸盐网络状结构，如图 1.2。而引入碱金属阳离子的如：Na+，K+，Ca2+，Li+，Ti4+等会在硅酸盐的网状骨架结构以及硼酸盐的六元环结构中遵循一定的配位原则进入到瓷釉网络的外孔中，最终影响到搪瓷各方面的性能，这也是搪瓷中不可或缺的一部分。有研究表明[9]：在熔融状态下，[BO4]硼氧四面体的结构是不稳定的，在通常情况下会出现[BO4]硼氧四面体向[BO3]硼氧三角形结构进行转变，因此，在高温熔融状态下，硼原子之间一般都以三配位进行键合，而且熔体中的结构单元通过六元环相互耦合形成环状结构。
图 1.3 釉料制备流程图Fig. 1.3 Enamel powder preparation flow chart在制备搪瓷涂层前通常需要对金属基体进行表面预处理工艺，所谓涂搪前预处理是指使基体本体裸露、表面粗糙化并且除去基体表面的油污的过程，通常采用的方法是对涂搪的基体进行喷砂或者酸洗，进而增加涂搪基体和搪瓷釉层之间的附着力，保证搪瓷在金属基体上的密着度，最后获得均匀致密并且与基体材料结合良好的搪瓷涂层。此外，涂搪前的处理也课通过很多其他的手段来提高其涂搪性以及其他的使用性能。罗婷[21]等结合了阳极氧化表面处理以及低温快烧涂层技术在铝合金表层制备得到性能优异的梯度搪瓷涂层，研究结果表明：通过直接在金属表面烧制的搪瓷层出现了一定数量的微观裂纹、气泡等内部缺陷，而通过在铝合金基体表面添加阳极氧化过渡层之后的搪瓷层，致密度和平整度都得到了提升，搪瓷层与铝基体的结合强度显著提高。沈明礼[22]等在镍基高温合金 K38G 基体上制备了双层搪瓷-
【参考文献】：
期刊论文
[1]Q235钢表面超音速电弧喷涂制备FeCrBSiNi耐磨涂层的性能[J]. 伏利,陈小明,刘伟,毛鹏展,马红海. 机械工程材料. 2018(03)
[2]聚合物预涂层对冷轧搪瓷钢密着性与表面性能的影响[J]. 房文祺,马源,戴毅刚. 表面技术. 2017(09)
[3]Corrosion Resistance of Transmission Pipeline Steel Coated with Five Types of Enamels[J]. Liang Fan,Fujian Tang,Signo T.Reis,Genda Chen,Michael L.Koenigstein. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(04)
[4]选钛尾矿制备钒钛搪瓷及性能研究[J]. 舒明勇,尹海英,刘光辉,胡瑞,吴伯涛. 表面技术. 2016(10)
[5]载钕锌型抗菌白炭黑的抗菌性能研究[J]. 郭一婧,唐晓宁,张彬,刁开红. 硅酸盐通报. 2016(06)
[6]微热气泡驱动下的微流控理论研究[J]. 史可樟,杨剑鑫,李锡均,郑嘉鹏,史萌,蔡祥,朱德斌,邢晓波. 华南师范大学学报(自然科学版). 2015(06)
[7]无焰纯氧燃烧技术在搪瓷釉料窑炉中的应用[J]. 刘继雄,蒋伟忠. 玻璃与搪瓷. 2015(05)
[8]电站锅炉空气预热器严重腐蚀的原因[J]. 侯勇,徐钢,和圣杰,梁飞飞,刘文毅,吕剑. 腐蚀与防护. 2015(10)
[9]阳极氧化法制备铝合金表面梯度搪瓷涂层[J]. 罗婷,魏晓伟,徐磊,郑晓宇. 西华大学学报(自然科学版). 2015(04)
[10]镍基高温合金上双层搪瓷-陶瓷复合涂层1000℃氧化机理[J]. 沈明礼,朱圣龙,王福会. 腐蚀科学与防护技术. 2012(01)
硕士论文
[1]SiO2复合薄膜改性及DDS修饰的搪瓷表面疏水性能研究[D]. 伍璐璐.东华大学 2017
[2]铝合金阳极氧化膜的制备及其性能研究[D]. 孟祥凤.中国计量学院 2014
[3]钢铁表面低温搪瓷改性研究[D]. 夏艳红.吉林大学 2010
[4]超细锦酸锂晶体对搪瓷密着强度影响机理的研究[D]. 叶佳意.东华大学 2008
[5]覆铝锌钢板搪瓷的研究及其结构表征[D]. 石王涛.东华大学 2008
本文编号：3044173
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
搪瓷制品的应用（a）搪瓷杯（b）电容元件（c）搪瓷管（d）热水器内胆Figure1.1Applicationofenamelproducts(a)enamelcup(b)capacitiveelement(c)enamelpipe
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文搪瓷釉料主要的成分是二氧化硅、三氧化二硼等氧化物，经高温反应条件后，其对应产物的结构状态应是以二氧化硅、三氧化二硼等氧化物通过多面体相互交互作用的结合形成一个连续的网状骨架结构，例如：硅酸盐网络状结构、硼酸盐网络状结构，如图 1.2。而引入碱金属阳离子的如：Na+，K+，Ca2+，Li+，Ti4+等会在硅酸盐的网状骨架结构以及硼酸盐的六元环结构中遵循一定的配位原则进入到瓷釉网络的外孔中，最终影响到搪瓷各方面的性能，这也是搪瓷中不可或缺的一部分。有研究表明[9]：在熔融状态下，[BO4]硼氧四面体的结构是不稳定的，在通常情况下会出现[BO4]硼氧四面体向[BO3]硼氧三角形结构进行转变，因此，在高温熔融状态下，硼原子之间一般都以三配位进行键合，而且熔体中的结构单元通过六元环相互耦合形成环状结构。
图 1.3 釉料制备流程图Fig. 1.3 Enamel powder preparation flow chart在制备搪瓷涂层前通常需要对金属基体进行表面预处理工艺，所谓涂搪前预处理是指使基体本体裸露、表面粗糙化并且除去基体表面的油污的过程，通常采用的方法是对涂搪的基体进行喷砂或者酸洗，进而增加涂搪基体和搪瓷釉层之间的附着力，保证搪瓷在金属基体上的密着度，最后获得均匀致密并且与基体材料结合良好的搪瓷涂层。此外，涂搪前的处理也课通过很多其他的手段来提高其涂搪性以及其他的使用性能。罗婷[21]等结合了阳极氧化表面处理以及低温快烧涂层技术在铝合金表层制备得到性能优异的梯度搪瓷涂层，研究结果表明：通过直接在金属表面烧制的搪瓷层出现了一定数量的微观裂纹、气泡等内部缺陷，而通过在铝合金基体表面添加阳极氧化过渡层之后的搪瓷层，致密度和平整度都得到了提升，搪瓷层与铝基体的结合强度显著提高。沈明礼[22]等在镍基高温合金 K38G 基体上制备了双层搪瓷-
【参考文献】：
期刊论文
[1]Q235钢表面超音速电弧喷涂制备FeCrBSiNi耐磨涂层的性能[J]. 伏利,陈小明,刘伟,毛鹏展,马红海. 机械工程材料. 2018(03)
[2]聚合物预涂层对冷轧搪瓷钢密着性与表面性能的影响[J]. 房文祺,马源,戴毅刚. 表面技术. 2017(09)
[3]Corrosion Resistance of Transmission Pipeline Steel Coated with Five Types of Enamels[J]. Liang Fan,Fujian Tang,Signo T.Reis,Genda Chen,Michael L.Koenigstein. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(04)
[4]选钛尾矿制备钒钛搪瓷及性能研究[J]. 舒明勇,尹海英,刘光辉,胡瑞,吴伯涛. 表面技术. 2016(10)
[5]载钕锌型抗菌白炭黑的抗菌性能研究[J]. 郭一婧,唐晓宁,张彬,刁开红. 硅酸盐通报. 2016(06)
[6]微热气泡驱动下的微流控理论研究[J]. 史可樟,杨剑鑫,李锡均,郑嘉鹏,史萌,蔡祥,朱德斌,邢晓波. 华南师范大学学报(自然科学版). 2015(06)
[7]无焰纯氧燃烧技术在搪瓷釉料窑炉中的应用[J]. 刘继雄,蒋伟忠. 玻璃与搪瓷. 2015(05)
[8]电站锅炉空气预热器严重腐蚀的原因[J]. 侯勇,徐钢,和圣杰,梁飞飞,刘文毅,吕剑. 腐蚀与防护. 2015(10)
[9]阳极氧化法制备铝合金表面梯度搪瓷涂层[J]. 罗婷,魏晓伟,徐磊,郑晓宇. 西华大学学报(自然科学版). 2015(04)
[10]镍基高温合金上双层搪瓷-陶瓷复合涂层1000℃氧化机理[J]. 沈明礼,朱圣龙,王福会. 腐蚀科学与防护技术. 2012(01)
硕士论文
[1]SiO2复合薄膜改性及DDS修饰的搪瓷表面疏水性能研究[D]. 伍璐璐.东华大学 2017
[2]铝合金阳极氧化膜的制备及其性能研究[D]. 孟祥凤.中国计量学院 2014
[3]钢铁表面低温搪瓷改性研究[D]. 夏艳红.吉林大学 2010
[4]超细锦酸锂晶体对搪瓷密着强度影响机理的研究[D]. 叶佳意.东华大学 2008
[5]覆铝锌钢板搪瓷的研究及其结构表征[D]. 石王涛.东华大学 2008
本文编号：3044173
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