第二相與封孔處理對鐵基非晶涂層腐蝕行為影響的研究.pdf

1、鐵基非晶涂層因其高硬度、優(yōu)異的耐磨性和耐蝕性而引起研究者們濃厚的興趣，然而其相對較差的結(jié)合力和韌性限制了其廣泛的工業(yè)應(yīng)用。近年來，為克服這一難題，人們將目光轉(zhuǎn)向含有增強相的非晶基復(fù)合涂層的開發(fā)中。然而，伴隨著第二相的引入，非晶復(fù)合涂層的腐蝕性能會受到怎樣的影響？其腐蝕機制有何改變？這些科學(xué)問題仍缺乏系統(tǒng)的研究。本文以FeCrMoCBY非晶涂層為基礎(chǔ)體系，系統(tǒng)研究了不銹鋼增強相、封孔劑對非晶涂層微觀結(jié)構(gòu)與腐蝕行為的影響。通過X射線衍射（X

2、RD）、掃描電鏡（SEM）以及透射電鏡（TEM）對涂層的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征；通過動電位極化掃描、電化學(xué)噪聲、原位腐蝕形貌觀察以及掃描開爾文探針技術(shù)對涂層的電化學(xué)腐蝕行為開展了系統(tǒng)研究。
　　前期研究表明，316L不銹鋼是一種有效提高非晶涂層結(jié)合強度與韌性的第二相。本文研究了316L不銹鋼第二相對鐵基非晶涂層在模擬海水環(huán)境下的腐蝕行為與機理的影響。研究發(fā)現(xiàn)：8 vol％不銹鋼增強相導(dǎo)致非晶涂層腐蝕失重增加為原來3倍，表明耐蝕性能的惡

3、化。動電位極化和電化學(xué)噪聲測試表明該復(fù)合涂層鈍化性能顯著降低、并表現(xiàn)出相對較高的點蝕形成速率。原位腐蝕形貌觀察發(fā)現(xiàn)點蝕優(yōu)先在不銹鋼相與非晶基體界面處發(fā)生。然而，開路電位和掃描Kelvin探針測試證明了兩相之間不存在強烈的電偶腐蝕效應(yīng)。進(jìn)一步通過高分辨透射電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)兩相界面處存在Fe3O4納米晶，實際上正是這種不銹鋼粉末在熱噴涂過程中生成的界面氧化產(chǎn)物導(dǎo)致了這種點蝕行為。這項工作表明增強相的抗氧化性能對于非晶涂層的耐蝕性能至關(guān)重要，對

4、未來新型非晶復(fù)合涂層的設(shè)計提供了新的思路。
　　本文還研究了封孔劑對鐵基非晶涂層腐蝕行為與力學(xué)性能的影響。選用磷酸鋁無機封孔劑和聚硅氧烷有機封孔劑對非晶涂層進(jìn)行了封孔處理，研究發(fā)現(xiàn)磷酸鋁封孔后的非晶涂層孔隙率為0.44%，而聚硅氧烷封孔后的非晶涂層孔隙率為1.46%，表明前者具有更佳的封孔效果。動電位極化與阻抗譜測試結(jié)果表明磷酸鋁封孔后涂層的耐蝕性能要優(yōu)于聚硅氧烷封孔涂層以及原始非晶涂層。30天模擬海水浸泡實驗進(jìn)一步證實磷酸鋁封孔