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《辽宁工程技术大学》 2009年
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固相反应型SiO_2基陶瓷涂层反应机理及性能研究

黄圣玲  
【摘要】:为了改善Q235钢耐磨和耐蚀性能,用固相反应法在Q235钢表面制备陶瓷涂层。以SiO_2和Al_2O_3为骨料,MgO为固化剂,Na_2O为助熔剂,磷酸铝为胶粘剂,制得SiO2-Al2O3系陶瓷涂层(微米和纳米),其耐磨、耐蚀性能相对于基体提高较小,纳米涂层的性能比微米涂层略好。分析了SiO_2和Al固相反应机理,计算结果表明,在298-2000K的范围内,ΔG_T~θ为较大的负值,表明SiO_2-Al反应是可以自发进行的,而ΔH_T~θ也为较大的负值,说明反应会放出大量热量;经机械合金化处理SiO_2和Al复合粉后,可以大幅度降低SiO_2和Al的固相反应温度,通过计算激活能,认为SiO_2-Al反应动力学机制属于反应-扩散模型。将SiO_2-Al及其机械合金化技术引入到固相反应型陶瓷涂层的制备中,以求强化陶瓷涂层的固相反应,得到性能优异的陶瓷涂层。结果表明,以SiO_2和Al为骨料,MgO为固化剂,CrO_3为消泡剂,磷酸铝为胶粘剂,制得磷酸铝胶粘剂SiO_2-Al系陶瓷涂层,其耐磨、耐蚀性能相对于基体均有了很大的提高,且经800℃固化后的涂层性能明显优于经400℃固化的涂层;以SiO_2和Al为骨料,MgO为固化剂,水玻璃为胶粘剂,制得水玻璃胶粘剂SiO_2-Al系陶瓷涂层,与磷酸铝胶粘剂SiO_2-Al系陶瓷涂层进行性能对比,分析两种胶粘剂对陶瓷涂层性能的影响,结果发现,在有腐蚀介质或温度变化剧烈的环境中,选用磷酸铝陶瓷涂层更好,而应用在磨损场合时宜选用水玻璃陶瓷涂层。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG174.453

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【参考文献】
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