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《磷酸鹽結(jié)合劑及金屬基高溫耐磨陶瓷涂層的制備與性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、磷酸鹽結(jié)合劑及金屬基高溫耐磨陶瓷涂層的制備與性能的研究湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文磷酸鹽結(jié)合劑及金屬基高溫耐磨陶瓷涂層的制備與性能的研究姓名:劉文超申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):材料學(xué)指導(dǎo)教師:唐紹裘2001.1.1≤摘要本論文簡要地綜述了無機結(jié)合劑的發(fā)展概況及金屬基陶瓷涂層的技術(shù)進展,詳細介紹了以磷酸、氫氧化鋁為主要原料合成金屬基陶瓷涂層用無機結(jié)合劑和以此結(jié)合劑及陶瓷骨料在鋼基體上制備陶瓷涂層的研究結(jié)果。//在無機結(jié)合劑的合成過程中,研究了合成反應(yīng)的動力學(xué)過程及其合成溫度、/和熱處理溫度對無機結(jié)合劑相組成的影響,同時討
2、論了添加劑加入量與無機結(jié)合劑保存時間的關(guān)系。在/為.:,合成溫度為~。的條件下制備出了酸度適中、粘結(jié)性能好的金屬基陶瓷涂層用無機結(jié)合劑。加入適量的草酸,其保存時間可達個月。在制備金屬基陶瓷涂層的研究中,分別研究了骨料與結(jié)合劑配比、骨料粒度、結(jié)合劑的密度及/對涂層耐磨性的影響。研究得出:當(dāng)結(jié)合劑的/為.:、密度為./時,向其中加入粗顆粒含量為%的陶瓷骨料,于,鋼基體上制備出了耐磨性能優(yōu)于金屬基體的陶瓷涂層。該涂層可以采用化學(xué)硬化和熱硬化,其硬化機理分別是與硬化劑反應(yīng),或在加熱條件下,磷酸鹽聚合成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分
3、子而產(chǎn)生結(jié)合強度。同時研究了涂層與基體的界面結(jié)合機理,分析得出:涂層與基體材料在界面處相互擴散形成過渡層以及宏觀上的機械聯(lián)鎖使涂層與基體在界面處牢固結(jié)合。該陶瓷涂層的莫氏硬度為,顯微硬度為~,能經(jīng)耐受℃以上的高溫作用,且能耐受℃℃的冷熱循環(huán)次以上的熱沖擊而不開裂、脫落,其常溫耐磨性能為九鋼的倍左右。研制的陶瓷涂料在廣東沙角電廠得到了成功的應(yīng)用。就采用無機結(jié)合劑制備金屬基陶瓷涂層的工藝和性能而言,國內(nèi)外尚未有類似的報導(dǎo)。這一研究結(jié)果不僅為采用無機結(jié)合劑制備金屬基陶瓷涂層工業(yè)生產(chǎn)中金屬管道的磨損問題提了一條有效
4、的相組成關(guān)鍵詞:無機結(jié)合劑陶瓷涂層耐磨性能界面機理?.,..,,,/.,.?.:/】℃~】℃.,,,師?廿..,...℃?.,亂.,,:,文獻綜述.無機結(jié)合劑的發(fā)展概況結(jié)合劑是指通過粘附作用能使被粘物結(jié)合在一起的物質(zhì),它以粘料為主劑,配合各種固化劑、增塑劑、稀釋劑、填料以及其它助劑配制而成。結(jié)合劑的品種繁多,組分各異,人們習(xí)慣從以下幾個方面對其進行分類:按化學(xué)成份結(jié)合劑可分為無機型和有機型,前者主要成份為一些無機物,金屬氧化物等,而后者又細分天然系列和合成系列,主要成分均為一些高分子有機化合物;按形態(tài)結(jié)合劑
5、又可分為水溶型、乳液型、固態(tài)型等;按用途結(jié)合劑又可分為結(jié)構(gòu)用型,非結(jié)構(gòu)用型和特種用型等;而按應(yīng)用方法則分為熱固型、熱熔型、壓敏型和室溫固化型【“”。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對結(jié)合荊提出了愈來愈高的要求。有機結(jié)合劑雖然有不少優(yōu)點,但耐熱性能有限,即使是耐高溫的芳雜環(huán)樹脂結(jié)合劑也只能在℃~下長期使用。而無機結(jié)合荊具有優(yōu)良的耐高溫性能,一般耐℃~℃,最高達℃,瞬時可耐℃,表.列出了幾種不同結(jié)合劑的耐熱溫度范圍】。℃無機結(jié)合劑聚酰亞胺短時聚酰亞胺性體環(huán)氧一丁腈酚醛一縮醛表各種結(jié)合劑的耐熱性一?有機結(jié)合劑在耐侯性方面也不
6、理想,污染也較嚴(yán)重。而無機結(jié)合劑的耐侯性、耐溶劑性十分優(yōu)異,且資源豐富價廉,無毒無污染,因而近年來得到了較大的發(fā)展。世界各國已將無機結(jié)合荊列為省資源無公害的“綠色”產(chǎn)品,歐莢各國,已在有機結(jié)合劑難以適用的場合??如荷刻條件下的防腐蝕、耐高溫、耐磨損等場合廣泛地采用無機結(jié)合劑”】。目前,常用的無機結(jié)合劑主要有硅酸鹽,硼酸鹽,磷酸鹽等類型:?硅酸鹽類結(jié)合劑口硅酸鹽類結(jié)合劑一般以堿金屬硅酸鹽為基料,加入固化劑和填料等配制而成,其常用的固化劑有:、、等金屬氧化物以及氫氧化鋁、氟硅酸鈉、硼酸鹽等。填料一般選用氧化硅、
7、氧化鋁、莫來石、碳化硅、氮化鋁、云母等粉狀、鱗片狀物質(zhì)。堿金屬硅酸鹽是以。四面體為基本結(jié)構(gòu)的大分子,易溶于水,加熱時失水并縮合,形成耐熱性強,鍵能高的硅氧鍵。這類結(jié)合劑的結(jié)合強度高,耐熱、耐水性能較好,但耐堿性能較差,且固化溫度較高。?硼酸鹽類結(jié)合劑”】:由于硼酸與硅酸一樣可發(fā)生分子間縮合而形成鏈狀和網(wǎng)狀的多硼酸,?,不同的是多硅酸只有。四面體一種結(jié)構(gòu)單元而在多硼酸中有,平面三角形和。四面體兩種結(jié)構(gòu)單元。例如四硼酸鈉中的四硼酸根的結(jié)構(gòu)可看成是由個,三角形和個。四面體連接起來的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所以它不僅具有很強的耐
8、高溫性能而且還具有很強的結(jié)合能力,也廣泛用于高溫耐火材料中的骨料與其它添加劑的粘結(jié)。?磷酸鹽類結(jié)合劑根據(jù)介紹,磷酸鹽結(jié)合劑可用下列方法得到:.使用硅質(zhì)材料和磷酸;.使用金屬氧化物和磷酸:.直接加入或做成酸式磷酸鹽。磷酸鹽類結(jié)合劑是水溶性的酸式磷酸鹽,即磷酸二氫鹽、磷酸倍半氫鹽、磷酸一氫鹽及它們的混合物,其通式為:?,。?,式中為金屬原子,和是正整數(shù),,為正實數(shù)。金屬原子和磷原子之比,即/一般在.~的范圍之內(nèi)四。水
