海绵钛反应釜抗高温氧化涂层制备及机理研究
于欣
中国知网
摘 要
由于海绵钛反应釜常常工作在高温高湿环境下，因此很容易发生高温氧化现象。建材行业正在使用的反应釜超过一年以上的，均发生了不同程度的氧化腐蚀，氧化严重的，仅仅使用四五年就完全报废，反应釜的高温氧化不仅造成资源的极大浪费，而且还严重影响安全生产。因此，研究了解和掌握金属材料高温氧化的规律，运用这方面的理论知识以减少或抑制高温氧化反应，必然会减少或挽回氧化反应引起的损失，促进各领域的发展。
本实验采用电弧喷涂方法制备高温抗氧化涂层，以 Q235 号锅炉钢为基体，分别喷涂 Al 涂层，45CT 涂层及两者的复合涂层。然后用封孔剂对喷涂层进行封孔处理。通过实验比较，得出相同条件下，喷涂层厚度为 0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mm 的五种涂层中，0.6mm 厚度的涂层具有最优的抗氧化性能。将喷涂层厚度为 0.6mm 的三种涂层分别在 780℃和 980℃温度下进行高温氧化实验，并测量其增重量。采用 X 射线衍射仪(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等现代分析手段，对涂层进行观察和分析，研究并讨论了涂层的抗氧化机理。
通过观察和数据分析，得出以下结论：三种涂层均具有抗高温氧化性，其中，45CT涂层的抗高温氧化性能最好，Al 涂层次之，复合涂层的抗高温氧化性能最差。高温氧化后，Al 涂层和复合涂层的氧化皮都有一定剥落，涂层组织结构比较疏松，涂层对基体的保护作用减弱。45CT 涂层表面完整，形成的 Cr2O3具有优良的抗高温氧化性，保护基体不被氧化。三种涂层和基体结合处，均有一层过渡层，该过渡层既加强了涂层和基体的结合强度，又可以起到抑制元素扩散，进一步保护基体的作用。
关键词：电弧喷涂，抗高温氧化性，氧化机理，过渡层
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