水潤滑條件下耐腐蝕抗污陶瓷涂層的制備與研究.pdf

1、水潤滑采用海水或者淡水作為工作介質(zhì)，具有不燃、無污染等優(yōu)點，在某些發(fā)達國家已經(jīng)在食品、醫(yī)藥、海洋開發(fā)、水下作業(yè)工具等方面獲得廣泛應用。相對礦物油而言，純水的腐蝕性強、潤滑性差，水潤滑條件下所使用的材料除了要求足夠的機械性能外還必須具有較好的耐腐蝕、耐磨和抗生物污損性能。本實驗通過在金屬基體上噴涂復合陶瓷涂層來提高元件的耐磨性能和耐腐蝕性能，并通過添加抗污成分來提高其在海水中的抗生物附著污損性能。
　　 本次實驗以Cr2O3、Ti

2、O2和CuO為主要成分制備了P7418粉末，采用噴霧干燥法制成球形團聚粉末，將該粉末進行焙燒，獲得流動性好的噴涂用粉，將其與市售的P7412粉末進行對比實驗。對噴霧干燥工藝制備的P7418粉末樣品進行形貌觀察發(fā)現(xiàn)該粉末呈球形，具有比P7412粉末更好的流動性，能夠滿足等離子噴涂的要求。通過對兩種粉末的XRD分析發(fā)現(xiàn)，所制備的粉末的成分未發(fā)生改變，這是由于噴霧干燥工藝制備粉末僅為原料通過粘結(jié)劑的簡單混合，在制備過程中不會發(fā)生相變。

3、　　 采用等離子噴涂工藝，在不銹鋼基體上噴涂了色澤均勻的P7412和P7418涂層。在此基礎上，我們對以上兩種涂層進行復合結(jié)構(gòu)設計，并且制備了復合P7418涂層。通過對三種涂層的腐蝕實驗可以知道：P7418涂層的孔隙率比P7412涂層中的略低，且兩種涂層中各組分分布均勻；由于CuO在腐蝕介質(zhì)中的釋放會在陶瓷涂層中增加孔隙，未封孔的P7418涂層在10％HCl、10％NaOH和10％NaCl三種腐蝕液中的耐腐蝕性能比未封孔的P7412涂

4、層的略差，但CuO的加入可以起到防止生物附著污染的效果。添加封孔劑不僅可以減少陶瓷涂層的孔隙率，還可以大幅度提高陶瓷涂層的耐腐蝕性能。而復合P7418涂層可以在保留P7418涂層很好的抗生物附著污染性能的情況下，具有和P7412相近的耐腐蝕性能。根據(jù)對P7412涂層和復合P7418涂層的電化學分析可以知道，復合P7418涂層的腐蝕傾向比P7412涂層大，但其腐蝕電流與P7412涂層相近，這也證明了涂層的復合結(jié)構(gòu)設計達到了研究目標。