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《磷酸盐结合剂及金属基高温耐磨陶瓷涂层的制备与性能的研究》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、磷酸盐结合剂及金属基高温耐磨陶瓷涂层的制备与性能的研究湖南大学硕士学位论文磷酸盐结合剂及金属基高温耐磨陶瓷涂层的制备与性能的研究姓名:刘文超申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:唐绍裘2001.1.1≤摘要本论文简要地综述了无机结合剂的发展概况及金属基陶瓷涂层的技术进展,详细介绍了以磷酸、氢氧化铝为主要原料合成金属基陶瓷涂层用无机结合剂和以此结合剂及陶瓷骨料在钢基体上制备陶瓷涂层的研究结果。//在无机结合剂的合成过程中,研究了合成反应的动力学过程及其合成温度、/和热处理温度对无机结合剂相组成的影响,同时讨
2、论了添加剂加入量与无机结合剂保存时间的关系。在/为.:,合成温度为~。的条件下制备出了酸度适中、粘结性能好的金属基陶瓷涂层用无机结合剂。加入适量的草酸,其保存时间可达个月。在制备金属基陶瓷涂层的研究中,分别研究了骨料与结合剂配比、骨料粒度、结合剂的密度及/对涂层耐磨性的影响。研究得出:当结合剂的/为.:、密度为./时,向其中加入粗颗粒含量为%的陶瓷骨料,于,钢基体上制备出了耐磨性能优于金属基体的陶瓷涂层。该涂层可以采用化学硬化和热硬化,其硬化机理分别是与硬化剂反应,或在加热条件下,磷酸盐聚合成网络结构的大分
3、子而产生结合强度。同时研究了涂层与基体的界面结合机理,分析得出:涂层与基体材料在界面处相互扩散形成过渡层以及宏观上的机械联锁使涂层与基体在界面处牢固结合。该陶瓷涂层的莫氏硬度为,显微硬度为~,能经耐受℃以上的高温作用,且能耐受℃℃的冷热循环次以上的热冲击而不开裂、脱落,其常温耐磨性能为九钢的倍左右。研制的陶瓷涂料在广东沙角电厂得到了成功的应用。就采用无机结合剂制备金属基陶瓷涂层的工艺和性能而言,国内外尚未有类似的报导。这一研究结果不仅为采用无机结合剂制备金属基陶瓷涂层工业生产中金属管道的磨损问题提了一条有效
4、的相组成关键词:无机结合剂陶瓷涂层耐磨性能界面机理?.,..,,,/.,.?.:/】℃~】℃.,,,师?廿..,...℃?.,乱.,,:,文献综述.无机结合剂的发展概况结合剂是指通过粘附作用能使被粘物结合在一起的物质,它以粘料为主剂,配合各种固化剂、增塑剂、稀释剂、填料以及其它助剂配制而成。结合剂的品种繁多,组分各异,人们习惯从以下几个方面对其进行分类:按化学成份结合剂可分为无机型和有机型,前者主要成份为一些无机物,金属氧化物等,而后者又细分天然系列和合成系列,主要成分均为一些高分子有机化合物;按形态结合剂
5、又可分为水溶型、乳液型、固态型等;按用途结合剂又可分为结构用型,非结构用型和特种用型等;而按应用方法则分为热固型、热熔型、压敏型和室温固化型【“”。随着科学技术的发展,对结合荆提出了愈来愈高的要求。有机结合剂虽然有不少优点,但耐热性能有限,即使是耐高温的芳杂环树脂结合剂也只能在℃~下长期使用。而无机结合荆具有优良的耐高温性能,一般耐℃~℃,最高达℃,瞬时可耐℃,表.列出了几种不同结合剂的耐热温度范围】。℃无机结合剂聚酰亚胺短时聚酰亚胺性体环氧一丁腈酚醛一缩醛表各种结合剂的耐热性一?有机结合剂在耐侯性方面也不
6、理想,污染也较严重。而无机结合剂的耐侯性、耐溶剂性十分优异,且资源丰富价廉,无毒无污染,因而近年来得到了较大的发展。世界各国已将无机结合荆列为省资源无公害的“绿色”产品,欧荚各国,已在有机结合剂难以适用的场合??如荷刻条件下的防腐蚀、耐高温、耐磨损等场合广泛地采用无机结合剂”】。目前,常用的无机结合剂主要有硅酸盐,硼酸盐,磷酸盐等类型:?硅酸盐类结合剂口硅酸盐类结合剂一般以碱金属硅酸盐为基料,加入固化剂和填料等配制而成,其常用的固化剂有:、、等金属氧化物以及氢氧化铝、氟硅酸钠、硼酸盐等。填料一般选用氧化硅、
7、氧化铝、莫来石、碳化硅、氮化铝、云母等粉状、鳞片状物质。碱金属硅酸盐是以。四面体为基本结构的大分子,易溶于水,加热时失水并缩合,形成耐热性强,键能高的硅氧键。这类结合剂的结合强度高,耐热、耐水性能较好,但耐碱性能较差,且固化温度较高。?硼酸盐类结合剂”】:由于硼酸与硅酸一样可发生分子间缩合而形成链状和网状的多硼酸,?,不同的是多硅酸只有。四面体一种结构单元而在多硼酸中有,平面三角形和。四面体两种结构单元。例如四硼酸钠中的四硼酸根的结构可看成是由个,三角形和个。四面体连接起来的网状结构,所以它不仅具有很强的耐
8、高温性能而且还具有很强的结合能力,也广泛用于高温耐火材料中的骨料与其它添加剂的粘结。?磷酸盐类结合剂根据介绍,磷酸盐结合剂可用下列方法得到:.使用硅质材料和磷酸;.使用金属氧化物和磷酸:.直接加入或做成酸式磷酸盐。磷酸盐类结合剂是水溶性的酸式磷酸盐,即磷酸二氢盐、磷酸倍半氢盐、磷酸一氢盐及它们的混合物,其通式为:?,。?,式中为金属原子,和是正整数,,为正实数。金属原子和磷原子之比,即/一般在.~的范围之内四。水
