二氧化鈦基陶瓷加熱涂層的研究.pdf

1、本文從TiO2基陶瓷涂層成分設(shè)計(jì)和噴涂工藝參數(shù)優(yōu)化兩方面出發(fā)，研究了噴涂過(guò)程中工藝參數(shù)對(duì)涂層顯微結(jié)構(gòu)和電加熱性能的影響；在優(yōu)化工藝參數(shù)條件下，制備了Al2O3含量不同的TiO2基陶瓷加熱涂層，建立了Al2O3含量與涂層顯微結(jié)構(gòu)和電加熱性能的影響關(guān)系，并研究了TiO2基涂層的長(zhǎng)時(shí)間電加熱性能及其導(dǎo)電機(jī)理。探討了不同熱處理溫度下TiO2基陶瓷涂層顯微結(jié)構(gòu)和電性能的變化規(guī)律，初步分析了涂層的失效機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：
　　 采用大氣

2、等離子噴涂方法制備TiO2基陶瓷加熱涂層，陶瓷涂層孔隙率隨著噴涂電流的增大而減小。H2的通入使TiO2缺氧產(chǎn)生Magneli相，隨H2流量的加大會(huì)出現(xiàn)Ti2O3相，使涂層電阻率下降。涂層的電阻率隨噴涂電流和H2流量的增大而減小。噴涂距離會(huì)影響涂層的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響涂層的通電加熱性能。涂層的最佳噴涂工藝參數(shù)為：噴涂電流550A，氫氣流量6L/min，噴涂距離100mm。
　　 制備的TiO2基陶瓷涂層的加熱溫度隨Al2O3含量的增加

3、而提高，當(dāng)Al2O3含量達(dá)到40％時(shí)涂層的最高加熱溫度為490℃，所制備的涂層除了TA5涂層外，都可以穩(wěn)定加熱到330℃。
　　 缺氧相Magneli相的存在是涂層導(dǎo)電的主要因素，TiO2基涂層在熱處理時(shí)，Magneli相被氧化，使得涂層電阻率增加，在650℃時(shí)涂層中的銳鈦礦型完全轉(zhuǎn)變成金紅石型TiO2，當(dāng)750℃時(shí)TiO2基涂層出現(xiàn)脆化而失效。因此，TiO2基陶瓷涂層應(yīng)用的極限溫度應(yīng)該在550℃相變轉(zhuǎn)變溫度以下。