本文主要研究内容
作者陈肯（2019）在《BTC1钢表面搪瓷涂层的密着和耐硫酸露点腐蚀机制研究》一文中研究指出：面对日益严重的环境污染问题,我国在限制大气污染排放方面制定了一系列严格的标准。为了达到国家标准,大多数的火力发电站都增加了或者同步建设了烟气脱硫系统,而烟气-烟气热交换器是该系统中的一个重要部件。影响该部件服役寿命的一个重要问题是硫酸露点腐蚀,这是因为含硫燃料在燃烧时产生的烟气中含有SO2、SO3和水分,导致热交换器的冷端结露形成硫酸液滴或液膜,从而对其造成的腐蚀。解决硫酸露点腐蚀的方法,除了选择耐蚀材料外,工业中常常在工件表面施加耐腐蚀的防护涂层,其中搪瓷涂层因具有化学稳定性高,可与基体发生化学反应而紧密结合,制备方便,成本低廉的特点而获广泛应用。但是,国内外迄今对搪瓷涂层与低碳钢基体的密着本质以及搪瓷涂层在硫酸露点腐蚀环境中的腐蚀机理方面的研究却仍不够深入。国内的搪瓷换热器虽然有所发展,但制备技术仍有待进步,防护效果尚待提高。因此研究搪瓷涂层与基体的结合以及涂层在这种特殊环境中的腐蚀行为,设计制备相应的新型烟气-烟气热交换器搪瓷涂层,具有重要的科学意义和应用价值。研究了密着剂对搪瓷涂层密着性能的影响。本文基于SiO2-B2O3-Al2O3-CaF2-R2O(R=Na和K)系统设计了一种基础搪瓷釉,并分别引入了两种密着剂NiO和CoO,研究了其对搪瓷涂层密着性能的影响。结果表明,NiO和CoO密着剂可在搪瓷涂层烧成过程中在涂层-基体界面分别产生Fe-Ni和Fe-Co沉淀相,从而显著提高搪瓷涂层的密着性能。CoO和NiO对搪瓷涂层密着性能提高的程度有所差异,其直接原因是界面处的微合金沉淀形貌的差异,而这背后的物理机制是是CoO和NiO与FeO反应动力学不同。引入NiO的搪瓷涂层,在烧成过程中,在涂层-基体界面处形成大量的Fe-Ni沉淀相亚微米颗粒,并逐渐长大成平行于基体表面的微合金片。随着烧成时间的延长,这些微合金与基体连接形成了锚点结构,从而提高了涂层的密着性能。对于引入CoO的搪瓷涂层而言,烧成初期形成了数量少而尺寸大的Fe-Co微合金,随后这些微合金沉淀垂直生长并与基体连接,最终形成了垂直于基体表面的枝状结构,该结构极大地提高了界面粗糙度,从而提高了涂层的密着性能。研究了网络形成剂对搪瓷耐硫酸露点腐蚀性能的影响。调整搪瓷釉中网络形成剂的含量,制备了三种SiO2含量不同的搪瓷釉,并研究了其在模拟硫酸露点腐蚀环境中的腐蚀行为。本研究表明,二氧化硅含量较低(54.6 wt.%)的搪瓷釉耐酸性较差,在硫酸溶液中发生了灾难性的腐蚀。经过七天的腐蚀,其腐蚀失重达到了 36.90 mg/cm2。该搪瓷非桥氧键含量较高,使得离子交换、网络水解和水化反应迅速地进行,最终在其表面形成了一层疏松而且具有大量龟裂纹的凝胶层。具有较高二氧化硅含量的搪瓷釉,其高度连接的硅氧网络保证了其在酸性溶液中的稳定性。经过七天的腐蚀,SiO2含量为60 wt.%和64.6 wt.%的搪瓷釉的腐蚀失重仅分别为0.195mg/cm2和0.093 mg/cm2。研究了乳浊剂对搪瓷涂层密着性能和耐酸碱腐蚀性能的影响。在以CoO作为密着剂的搪瓷釉中,以替代SiO2的方式引入了乳浊剂TiO2,并测试了其密着性能。研究表明,高含量的TiO2会导致界面处锚点数量的下降,从而降低涂层的密着性能。没有充足的Co2+离子扩散到基体表面是造成这一现象的根本原因,而这又是因为:(1)搪瓷中析出的晶体阻碍了 Co2+离子的扩散;(2)部分的Co2+离子被以CoTiO3晶体的形式固定在搪瓷涂层中;(3)FeTiO3晶体提供了额外的形核位点,使得铁钴合金在远离基体表面的位置析出。以替代SiO2的方式引入乳浊剂ZrO2,制备了三种ZrO2含量不同的搪瓷釉,并研究了其在模拟硫酸露点腐蚀环境以及模拟化学清洗液中腐蚀行为。研究表明,在干湿循环的硫酸露点腐蚀环境中,搪瓷釉表面形成的凝胶层会出现裂纹,所以凝胶层不能作为有效的扩散障。以ZrO2替代搪瓷釉成分中的SiO2降低了搪瓷釉在高浓度硫酸溶液中的耐腐蚀性能。同时,在不牺牲太多搪瓷釉的耐酸性能和密着性能的条件下,向搪瓷釉中添加合适量(≤2.5 wt.%)的ZrO2可以明显地提高其耐碱性能。
Abstract
mian dui ri yi yan chong de huan jing wu ran wen ti ,wo guo zai xian zhi da qi wu ran pai fang fang mian zhi ding le yi ji lie yan ge de biao zhun 。wei le da dao guo jia biao zhun ,da duo shu de huo li fa dian zhan dou zeng jia le huo zhe tong bu jian she le yan qi tuo liu ji tong ,er yan qi -yan qi re jiao huan qi shi gai ji tong zhong de yi ge chong yao bu jian 。ying xiang gai bu jian fu yi shou ming de yi ge chong yao wen ti shi liu suan lou dian fu shi ,zhe shi yin wei han liu ran liao zai ran shao shi chan sheng de yan qi zhong han you SO2、SO3he shui fen ,dao zhi re jiao huan qi de leng duan jie lou xing cheng liu suan ye di huo ye mo ,cong er dui ji zao cheng de fu shi 。jie jue liu suan lou dian fu shi de fang fa ,chu le shua ze nai shi cai liao wai ,gong ye zhong chang chang zai gong jian biao mian shi jia nai fu shi de fang hu tu ceng ,ji zhong tang ci tu ceng yin ju you hua xue wen ding xing gao ,ke yu ji ti fa sheng hua xue fan ying er jin mi jie ge ,zhi bei fang bian ,cheng ben di lian de te dian er huo an fan ying yong 。dan shi ,guo nei wai qi jin dui tang ci tu ceng yu di tan gang ji ti de mi zhao ben zhi yi ji tang ci tu ceng zai liu suan lou dian fu shi huan jing zhong de fu shi ji li fang mian de yan jiu que reng bu gou shen ru 。guo nei de tang ci huan re qi sui ran you suo fa zhan ,dan zhi bei ji shu reng you dai jin bu ,fang hu xiao guo shang dai di gao 。yin ci yan jiu tang ci tu ceng yu ji ti de jie ge yi ji tu ceng zai zhe chong te shu huan jing zhong de fu shi hang wei ,she ji zhi bei xiang ying de xin xing yan qi -yan qi re jiao huan qi tang ci tu ceng ,ju you chong yao de ke xue yi yi he ying yong jia zhi 。yan jiu le mi zhao ji dui tang ci tu ceng mi zhao xing neng de ying xiang 。ben wen ji yu SiO2-B2O3-Al2O3-CaF2-R2O(R=Nahe K)ji tong she ji le yi chong ji chu tang ci you ,bing fen bie yin ru le liang chong mi zhao ji NiOhe CoO,yan jiu le ji dui tang ci tu ceng mi zhao xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming ,NiOhe CoOmi zhao ji ke zai tang ci tu ceng shao cheng guo cheng zhong zai tu ceng -ji ti jie mian fen bie chan sheng Fe-Nihe Fe-Cochen dian xiang ,cong er xian zhe di gao tang ci tu ceng de mi zhao xing neng 。CoOhe NiOdui tang ci tu ceng mi zhao xing neng di gao de cheng du you suo cha yi ,ji zhi jie yuan yin shi jie mian chu de wei ge jin chen dian xing mao de cha yi ,er zhe bei hou de wu li ji zhi shi shi CoOhe NiOyu FeOfan ying dong li xue bu tong 。yin ru NiOde tang ci tu ceng ,zai shao cheng guo cheng zhong ,zai tu ceng -ji ti jie mian chu xing cheng da liang de Fe-Nichen dian xiang ya wei mi ke li ,bing zhu jian chang da cheng ping hang yu ji ti biao mian de wei ge jin pian 。sui zhao shao cheng shi jian de yan chang ,zhe xie wei ge jin yu ji ti lian jie xing cheng le mao dian jie gou ,cong er di gao le tu ceng de mi zhao xing neng 。dui yu yin ru CoOde tang ci tu ceng er yan ,shao cheng chu ji xing cheng le shu liang shao er che cun da de Fe-Cowei ge jin ,sui hou zhe xie wei ge jin chen dian chui zhi sheng chang bing yu ji ti lian jie ,zui zhong xing cheng le chui zhi yu ji ti biao mian de zhi zhuang jie gou ,gai jie gou ji da de di gao le jie mian cu cao du ,cong er di gao le tu ceng de mi zhao xing neng 。yan jiu le wang lao xing cheng ji dui tang ci nai liu suan lou dian fu shi xing neng de ying xiang 。diao zheng tang ci you zhong wang lao xing cheng ji de han liang ,zhi bei le san chong SiO2han liang bu tong de tang ci you ,bing yan jiu le ji zai mo ni liu suan lou dian fu shi huan jing zhong de fu shi hang wei 。ben yan jiu biao ming ,er yang hua gui han liang jiao di (54.6 wt.%)de tang ci you nai suan xing jiao cha ,zai liu suan rong ye zhong fa sheng le zai nan xing de fu shi 。jing guo qi tian de fu shi ,ji fu shi shi chong da dao le 36.90 mg/cm2。gai tang ci fei qiao yang jian han liang jiao gao ,shi de li zi jiao huan 、wang lao shui jie he shui hua fan ying xun su de jin hang ,zui zhong zai ji biao mian xing cheng le yi ceng shu song er ju ju you da liang gui lie wen de ning jiao ceng 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的陈肯，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于搪瓷涂层论文,界面反应论文,密着性能论文,硫酸露点腐蚀论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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