耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究

《耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10255学号：2160394东华大学硕士学位论文耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究STUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFACID-RESISTANTENAMELCOATING学科专业：材料工程作者姓名：唐旋指导教师：汪庆卫副教授答辩日期：2018年05月21日东华大学唐旋硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注李光教授答辩委员会主席东华大学上海晶尔玻璃技术有限朱盛菁高级工程师答辩委员会委员公司陈仕艳教授答辩委员会委员东华大学李耀刚教授答辩委员会委员上海教育评估院王丽娜副教授答辩委员会委员东华大学肖茹教授答辩委员会委员东华大学于俊荣教授答

2、辩委员会委员东华大学樊玮讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学硕士学位论文耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究摘要耐候钢材常用于工作环境比较恶劣的场合，例如发电厂的空气预热器之中，常受到高温以及酸性气体的腐蚀，而搪瓷涂层具有优异的耐高温和化学稳定性，因此将搪瓷涂层应用于耐候钢材的表面防护成为如今的研究热点。通常耐候钢材之中含有一些为提高耐腐蚀性能而添加的合金元素，不利于瓷层与基材的密着。本研究是在山东琦泉公司生产的瓷釉基础上，研制出了具有优异耐酸性能、耐冲击性能和耐温差急变性能的釉料。瓷釉的理化性能主要和搪烧工艺、原料组分有关。本文通过调整瓷釉配方制备出了表面平整并

3、具有光泽度的瓷层，搪烧温度范围为930~950℃。为降低搪烧温度以及改善瓷层与基材热膨胀系数相容性，选择提高组分中Li2O含量并相应降低SiO2含量，研究结果表明：Li2O加入量为2.0wt.%时，搪烧温度降至890℃，瓷釉的高温粘度降低；瓷层与基材的扩散作用增强，提高了瓷层与基材的耐冲击强度；Li2O具有促进瓷釉分相的作用，从而提高瓷层组织的细腻度以及瓷层表面的平整度；降低SiO2含量提高了瓷釉的热膨胀系数，改善了瓷釉与金属基材的相容性。当氧化锂含量从0.4wt.%增加至222.0wt.%，瓷层的酸腐蚀量从20.83g/m降至9.47g/m，热震温度从375℃增至425℃，耐冲击强度

4、从13000g.cm增至16000g.cm。ZrO2常被用于提高材料的稳定性与使用性能，但过量容易导致搪烧温度过高，瓷釉的高温粘度增大，因此选择合适的添加量对改善瓷层性能具有积极意义。实验结果表明，当ZrO2掺杂量小于1wt.%时，结构更加致密完整，其体积密度、氧原子堆积密度以及耐酸性均随着ZrO2含量的增加而上升；当ZrO2掺杂量超过1wt.%后，瓷层表面缺陷增多，结构稳定性以及耐酸性能均随着ZrO2含量的增加而下降；当ZrO2掺杂量为1wt.%时，瓷层耐酸性能最优，酸腐蚀量-1-东华大学硕士学位论文耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究2低至4.72g/m。适量掺杂ZrO2能够有效增强瓷层

5、网络结构，改善致密性，提高化学稳定性。CeO2一般在玻璃组分中作为澄清剂，可以降低玻璃熔体高温粘度，少量添加可以很大程度上改善玻璃使用性能，因此选择合适掺杂量以改善瓷层的组织致密性。实验结果表明：氧化铈的加入，降低了瓷釉的玻璃化转变温度，瓷层表面更加光滑，组织更加细腻；氧化铈的加入降低了搪烧过程中瓷釉熔体的粘度，瓷层和基材的相互扩散能力提高，其耐冲击强度得到了明显改善；氧化铈的加入，对瓷釉的线性膨胀系数影响不大，其线性膨胀系数呈现波动状态，导致瓷层的耐温差急变性能也是呈现波动状态。当CeO2掺杂量在20.8wt.%-1.2wt.%，瓷层耐酸性达到最大值，耐酸重量为3.14g/m；当Ce

6、O2掺杂量在1.6%时，瓷层耐冲击强度最大，为23500g.cm。关键词：耐候钢材，瓷层，氧化锂，氧化锆，氧化铈-2-东华大学硕士学位论文耐酸腐蚀搪玻璃釉制备及性能研究STUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFACID-RESISTANTENAMELCOATINGABSTRACTWeatheringsteelsareoftenusedinharshworkingenvironments,forexample,inairpreheaterswhichareexposedtohightemperaturesandacidgascorrosion.Whiletheen

7、amelcoatinghasexcellenthightemperatureresistanceandcorrosionresistance,sotheapplicationofenamelcoatingtothesurfaceprotectionofweatheringsteelhasbecomeoneofthehottesttopics.Usually,theweather-resistantsteelcontainssomealloyel