Al2O3-CeO2-Y2O3納米復合涂層的耐蝕性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,鋼鐵材料在冶金、化工、建筑、航天、醫(yī)學等各個部門的工況使用條件愈發(fā)苛刻,由腐蝕產(chǎn)生的問題日趨嚴重,尋找一種新型的防腐鈍化技術己成當務之急。納米復合涂層由于其良好的保護性、裝飾性以及優(yōu)良的表面性能改善等優(yōu)點而倍受關注。本研究初步探索以SUS304不銹鋼為基體,Al(NO3)3為主鹽,采用溶膠-凝膠旋涂法制備Al2O3-CeO2-Y2O3納米復合涂層,改善其工藝及耐蝕性能,該工藝流程簡單、易操作,與熱噴涂、物理(化學

2、)氣相沉積等方法相比,設備及原料成本低,工藝過程易控制,因此具有廣闊的應用前景。
　　本文通過大量實驗摸索出一種制備均勻、透明、穩(wěn)定的復合溶膠的方法,并以SUS304不銹鋼為基體,采用旋轉涂覆技術成功制備出Al2O3-CeO2-Y2O3納米復合涂層。主要討論了制備涂層工藝過程中影響涂層質量和性能的因素:(1)溶膠的制備。采用正交試驗結合單因素試驗確定配置溶膠時的最佳參數(shù)組合;(2)旋涂工藝。包括旋涂轉速及時間的確定;(3)退火溫度

3、。包括低溫熱處理和高溫燒結溫度的制定。采用失重試驗、動電位極化曲線和交流阻抗法對納米復合涂層的耐蝕性進行測試與探討。掃描電鏡和能譜儀分別分析涂層試樣的形貌和成分組成,采用X射線衍射儀分析復合涂層及粉末的物相組成。綜合對比空白試樣、單一涂層試樣和優(yōu)化后復合涂層試樣的耐腐蝕性能。
　　研究表明最佳復合溶膠的制備條件為:主鹽Al(NO3)3·9H2O的摩爾濃度為0.5～0.6M,膠溶溫度85℃,n(H+)/n(Al3+)為0.25～0.

4、30,溶膠時間2h。最佳復合涂層的制備條件為:總金屬離子濃度為0.533M,(Ce+Y)/Al百分比值為3.75％,PVP單體濃度為0.4M,旋涂轉速為3000r/min,旋涂30s,旋涂5次可得到所需厚度的復合涂層。當干燥溫度為300℃,以一定的升溫速率在800℃退火2h后,可得到形貌結構和耐蝕性能良好的Al2O3-CeO2-Y2O3納米復合涂層。經(jīng)最優(yōu)復合涂層處理后的試樣腐蝕速率為0.0289g/m2h,腐蝕電流為2.3605x10