杨宏波,刘朝辉,丁逸栋,班国东,王飞.热化学反应法制备Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层及其性能研究[J].表面技术,2017,46(9):215-222. YANG Hong-bo,LIU Zhao-hui,DING Yi-dong,BAN Guo-dong,WANG Fei.Preparation of Al2O3-13%TiO2 Ceramic Coating in the Method of Thermo-chemical Reaction and Its Properties[J].Surface Technology,2017,46(9):215-222 |
热化学反应法制备Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层及其性能研究 |
Preparation of Al2O3-13%TiO2 Ceramic Coating in the Method of Thermo-chemical Reaction and Its Properties |
投稿时间:2017-03-22 修订日期:2017-09-20 |
DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.09.034 |
中文关键词: 热化学反应法 陶瓷涂层 金属基体 高温氧化 抗热震性能 结合强度 |
英文关键词:thermo-chemical reaction method ceramic coating metallic substrate high temperature oxidation thermo shock resistance bonding strength |
基金项目:重庆市研究生科研创新项目(CYS16238);重庆市自然科学基金(cstc2014jcyjA50026) |
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Author | Institution |
YANG Hong-bo | Department of Chemistry & Materials, PLA Logistic Engineering University, Chongqing 401311, China |
LIU Zhao-hui | Department of Chemistry & Materials, PLA Logistic Engineering University, Chongqing 401311, China |
DING Yi-dong | Department of Chemistry & Materials, PLA Logistic Engineering University, Chongqing 401311, China |
BAN Guo-dong | Department of Chemistry & Materials, PLA Logistic Engineering University, Chongqing 401311, China |
WANG Fei | Force 94786, Zhangshu 331200, China |
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目的 研究Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层对金属基体的热防护性能。方法 以钠、钾混合硅酸盐溶液为粘结剂,添加Al2O3、TiO2、MgO、SiO2等陶瓷骨料,采用热化学反应法在304不锈钢基体表面制备了Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层(记为AT13)。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌、物相变化进行表征。在AT13涂层的基础上,预先喷涂金属Ni/Al过渡层,制备了AT13梯度涂层(记为AT13grade),综合比较分析了两种涂层在不同温度下固化后的结合强度,描述了涂层的高温氧化动力学曲线,对涂层的热震性能及失效机理进行了分析。结果 涂层在800 ℃烧结固化后,致密性较好,涂层与金属基体之间呈现冶金结合,TiO2发生了从锐钛相到金红石相的转变,α-Al2O3和金红石型TiO2是陶瓷涂层耐高温的主体晶相结构。经1200 ℃高温氧化后,梯度涂层和非梯度涂层的增重与空白试样相比分别减少了0.223 mg/cm2和0.155 mg/cm2。800 ℃热震试验时,梯度涂层和非梯度涂层的热震循环次数分别为17次和6次。 结论 在涂层与基体之间制备金属Ni/Al过渡层能增强涂层的结合强度,提高其抗氧化性能,缓解陶瓷材料与金属基体之间的热膨胀系数差异,提高涂层的抗热震性能。梯度结构的陶瓷涂层具有更好的热防护性能。 |
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