【正文】 乙醇 (EtOH)按一定比例 混合攪拌 ，5min 后加入 催化劑 ，在室溫下充分?jǐn)嚢?一段時間 密封靜止，陳化 數(shù) 小時后即可 得到 SiO2溶膠。 b) 然后用濾紙浸漬溶液后，貼附于待測試樣表面， 30s 內(nèi)觀察顯現(xiàn)藍(lán)點情況。這在很大程度上也影響了材料最終的孔徑、孔分布及比表面積等顯微結(jié)構(gòu)，從而最終會影響 封孔層表面的耐蝕性。 最優(yōu)工藝 根據(jù)實驗，最后得出最優(yōu)實驗工藝如下： a) TiO2 溶膠的制備：以鈦酸丁酯 [Ti(OBu)4]為前驅(qū)體，無水乙醇 (EtOH)為溶劑，乙酸 (CH3COOH)為催化劑。)Q235鋼SiO2TiO2 圖 SiO2TiO2 復(fù)合 溶膠薄膜 的 XRD 分析 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 18 頁 共 24 頁 結(jié)合力測定結(jié)果與分析 通過膠帶法測試所制得的封孔薄膜與基體的結(jié)合力，經(jīng)膠帶粘結(jié)測試后觀察涂層表面脫落情況，實驗結(jié)果如 表 31 所示： 表 31 涂層結(jié)合力測試結(jié)果 SiO2 一層 SiO2 三層 TiO2 一層 TiO2 三層 SiO2TiO2 一層 SiO2TiO2 三層 少量脫落 無脫落 少量脫落 無脫落 少量脫落 無脫落 實驗結(jié)果表明：涂覆三層的封孔薄膜與基體的結(jié)合力增強。圖中前三組圖片表面薄膜的脫落情況嚴(yán)重，后三組圖片表面基本保持完整。謝謝你們，我的父親母親！ 在此我要特別感謝我的導(dǎo)師 zzzz 老師，她為人寬厚和工作嚴(yán)謹(jǐn)，對學(xué)生的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)深深影響了我，在科研學(xué)習(xí)上的指點和交流，給了我很多的啟示和幫助，也解答了我很多的疑問，提升了我的實踐能力。我向熱心幫助過我的所有老師、同學(xué)和朋友們表示由衷的感謝，謝謝你們幫我順利的完成大學(xué)四年的學(xué)業(yè) !生我者父母。而離子的增加必然會增加腐蝕率。附近出現(xiàn)一 些比較微弱的衍射 峰 ，這 是典型的結(jié)晶良好的二氧化鈦銳鈦礦相。因此，最終選擇氧化硅、氧化鈦體積比為 2： 1。 首先，乙醇 可以稀釋水解及縮聚物濃度， 降低單體碰撞的頻率使縮聚反應(yīng)變慢，故乙醇加入量越大，凝膠時間越長； 其次 ，作為溶劑，乙醇可以溶解鈦酸丁酯和硅酸乙酯，并通過空間位阻效應(yīng)阻礙氫鏈的生成，從而使水解反應(yīng)變慢。 c) 用潔凈的小刀在試樣的表面上按一定間隔輕輕劃下數(shù)道劃痕。1 溫度均勻度 (℃ )： 177。 2)溶膠 凝膠 法 適宜制作光信號傳輸傳感器，包括吸收光、熒光、化學(xué)發(fā)光、室溫磷光等。 b) 氧化硅溶膠常用正硅酸乙酯 (TEOS)作為前驅(qū)體，氧化鈦溶膠常用鈦酸四丁酯[Ti(OBu)4]作為前驅(qū)體 。常用的方法一般有三種方法 ： a) 噴涂法，直接將溶膠通過噴射設(shè)備，噴射在處于室溫或預(yù)熱過的基體上，該方法適用于比較平整的表面。經(jīng)封孔處理的 Cf/SiC 復(fù)合材料在 1500℃ 空氣中氧化 10min 后，材料強度保留率由處理前的 67%提高到了 95%，質(zhì)量保留率由處理前的 %提高到 %。 國內(nèi)熱噴涂涂層封孔處理研究現(xiàn)狀 北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院表面科學(xué)與腐蝕工程系，研究了一種新型的鎳磷合金鍍層鍍后處理工藝，即在常溫下采用化學(xué)的方法對鎳磷合金鍍層進(jìn)行封孔處理。孔隙的形成有以下 3 種機制：變形粒子問不完全重疊、氣孔形成和凝固收縮 [1,2]。 本文采用溶膠 凝膠法制備了氧化硅溶膠、氧化鈦溶膠和氧化硅 氧化鈦復(fù)合溶膠，并用這三種溶膠對 Q235 鋼涂層進(jìn)行封孔處理 。封孔劑分為無機和有機兩類。 陜西省特種紙品開發(fā)重點實驗室張宏等以不飽和聚酯樹脂作為鋁涂層封孔劑的基料 ，通過孔隙率正交試驗，研究了鋁涂層封孔與不封孔時孔隙率的差別，得到了封孔劑的最佳配方 [14]。在 Al2O3 陶瓷涂層中， SiO2 還能使熔化層晶粒均勻化，并在晶粒間形成連續(xù)玻璃質(zhì)抑制裂紋形成、阻礙裂紋擴展。防止凝膠在固化過程中開裂是溶膠 凝膠中至關(guān)金屬醇鹽 溶劑 催化劑 溶膠 濕凝膠 干凝膠 涂層 水解縮聚 陳化 涂敷 干燥 燒結(jié) 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 6 頁 共 24 頁 重要而又非常困難的一環(huán)，尤其對于涂層材料來說。H 2O等堿以及 CaCl2等鹽。采用溶膠 凝膠法直接制備氧化膜涂層，是因為它們熱穩(wěn)定性好，可以起到隔離材料和腐蝕介質(zhì)的作用。 c) TiO2 SiO2 復(fù)合溶膠的制備：將攪拌完成的 TiO2 溶膠和 SiO2 溶膠按 一定 體積比混合攪拌，將所得溶膠在室溫下密封靜止，自然陳化 數(shù) 時后進(jìn)行涂層封孔。試驗后該將試驗液體沖洗干凈。 乙酸加入量過多，雖然可以得到更穩(wěn)定的溶膠，但也會因為引入過多的碳，在煅燒時容易形成積碳 ；但加入量過少 ， 催化 作用不明顯。在反應(yīng)瓶中加入無水乙醇 40 mL，于 25℃ 左右劇烈攪拌下依次滴加 [Ti (OBu )4]10 mL ( 29mmol)，冰乙酸 2 mL，滴畢，繼續(xù)攪拌 15 min～ 20min 得均勻透明的淡黃色溶液；劇烈攪 拌下滴加 HNO3 乙醇溶液 [HNO3 mL +無水乙醇 10 mL +H2O 1 mL， (1～ 2) D而 SiO2 溶膠薄膜、 TiO2溶膠 薄膜 與 SiO2TiO2 溶膠薄膜的結(jié)合力并未表現(xiàn)出明顯的差別。這是因為在 NaCl 離子溶液中 ， 離子由孔隙 進(jìn)入 基體表面 并發(fā)生腐蝕，降低了薄膜與基體的結(jié)合力 。在各位老師的教導(dǎo)和關(guān)懷下，我順利地完成了實驗內(nèi)容以及學(xué)士論文，至此論文完成之際表示最深的感謝。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。由圖可得，封孔后的涂層耐蝕性基本都有所增加 ，但是同一種溶膠封孔一層的單位面積質(zhì)量增重比封孔三層的單位面積質(zhì)量增重多，這是因為封孔一層的涂層的孔隙率較多，而離子就是是從涂層表面的空隙和缺陷中進(jìn)入基體表面的，所以封孔一層的單位面積質(zhì)量增重較多。和 60176。當(dāng)氧化硅與氧化鈦的體積比過大時，則封孔效果與氧化硅 溶膠相似。 乙醇的影響 加入乙醇量的多少對凝膠時間有較大影響。 b) 再將用去離子水沖洗過的試樣放入丙酮中漂洗數(shù)分鐘取出使其在室溫下干燥。 表 21 主要化學(xué)試劑一覽表 原料 分子式 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 鈦酸四丁酯 [Ti(OBu)4] Ti(OC4H9)4 AR 天津市大茂化學(xué)試劑 有限公司 正硅酸乙酯 (TEOS) C8H20O4Si AR 天津永大化學(xué)試劑 有限公司 無水乙醇 (EtOH) CH3CH2OH AR 天津市富宇精細(xì)化工有限公司 冰乙酸 CH3COOH AR 石家莊市華迪化工工貿(mào)有限公司 鹽酸 HCL AR 石家莊市華迪化工工貿(mào)有限公司 去離子水 H2O AR 石家莊市華迪化工工貿(mào)有限公司 硝酸 HNO3 AR 石家莊市華迪化工工貿(mào)有限公司 丙酮 CH3COCH3 AR 石 家莊市華迪化工工貿(mào)有限公司 鐵氰化鉀 K3[Fe(CN)6] AR 天津永大化學(xué)試劑 有限公司 實驗儀器 1012 型電熱鼓風(fēng)干燥箱 本儀器是一種溫度恒定，一般用于烘干實驗儀器、試驗原料或?qū)悠愤M(jìn)行預(yù)處理的實驗室常用設(shè)備，其主要參數(shù)如下： 電源電壓： 220V ， 50Hz 相數(shù) (N)：單 工作溫度范圍 (℃ )： 0~300 恒溫波動度 (℃ )： 177。它還被認(rèn)為是制備氧化鋁膜的最有 效的方法 。 溶膠一凝膠過程受到各種因素的影響 a) PH值： PH值對水解和縮聚兩過程影響各不相同，但對整個溶膠 凝膠過程而言，氧化鈦溶膠最佳 PH值大約為 2～ 3，氧化硅溶膠的最佳 PH值大約為 ～ 。 圖 溶膠 凝膠涂層制備的過程 涂層涂覆方法 利用膠體化學(xué)原理使 基體在溶液中通過沉積氧化物形成涂層。結(jié)果表明 ，聚硅氧烷能夠有效封填材料中微孔，提高 Cf/SiC 復(fù)合材料的致密度，同時明顯提高 Cf/SiC 復(fù)合材料的短時間抗氧化性能。 Z Liu[12]采用 CO2 或 Nd∶ YAG 激光器對等離子噴涂氧化鋯涂層進(jìn)行封孔處理，可以得到光滑致密的涂層，且提高了涂層的機械性能。熱噴涂涂層的形成過程決定了它的結(jié)構(gòu)，它是由微小顆粒相互交錯堆疊而成的層狀組織結(jié)構(gòu)，因此它的一個突出的缺點是涂層的多孔性，有 些孔隙甚至從涂層表面一直延續(xù)到保護(hù)基體的表面。通過 X射線衍射 (XRD)、 結(jié)合力測試、 孔隙率測試 和 腐蝕實驗 對不同涂層薄膜進(jìn)行測試分析。以水玻璃為基料、添加 Si02納米顆粒和云母粉的無機封孔劑， Sugehis Liscano 等 [4]分別以苯酚樹脂、環(huán)氧樹脂為封孔劑，對熱噴涂涂層進(jìn)行封孔。 南京河海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院采用環(huán)氧樹脂和有機硅透明樹脂劑兩種封孔劑對等離子噴涂 Cr2O38TiO2 涂層進(jìn)行封孔試驗，對環(huán)氧樹脂采用常規(guī)和真空兩種封孔工藝。而 Al2O3 陶瓷涂層中的 TiO2，激光處理時生成 TiAl2O5，此相導(dǎo)致熔化層產(chǎn)生巨大的不對稱應(yīng)力使之易出現(xiàn)裂紋，但其能提高涂層的致密度和耐磨性 [18]。 干燥，目前研究較 多且效果較好的干燥方式主要有兩種： 1)控制干燥，即在溶膠制備過程中，加入控制干燥的化學(xué)添加劑，如甲酞胺、草酸等； 2)超臨界干燥，即將濕凝膠中的有機溶劑和水加熱加壓到超過臨界壓力、臨界溫度則系統(tǒng)中的液氣界面將消失，從而從根本上消除導(dǎo)致凝膠開裂應(yīng)力的產(chǎn)生。所用的催化劑不同，催化機理就不同，所以水解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)也可能不同，因此粘度的變化速率也會不同。目前這種涂層主要應(yīng)用于不銹鋼基體上，研究表明用該種方法制備的防護(hù)涂層對基體有很好的 保護(hù)作用。 涂層封孔 涂層封孔過程采用浸漬法，在室溫條件下進(jìn)行。 c) 藍(lán)點試驗的基本原理為；若表面涂層不完善或有鐵離子污染，就會有鐵游離子存在，然后就可發(fā)生如下反應(yīng)： 2Fe+K3[Fe(CN6)]=KFe[Fe(CN6)]深藍(lán)色 +2K 耐蝕性能測定 表面涂覆 SiO2 封 孔劑 、 TiO2 封孔劑、 SiO2TiO2 封孔劑的試樣和 Al2O3TiO2 涂層基體的腐蝕浸泡實驗步驟如下： a) 配制 10%的 NaCl溶液作為此次失重實驗的腐蝕介質(zhì)，倒入燒杯中。實驗表明 ：乙酸與氧化鈦的最優(yōu)體積比為V[ CH3COOH]： V[ Ti(OC4H9)4] = ： 1。s 1]，滴畢，繼續(xù)攪拌 1 h 得均勻透明的淡黃色 TiO2 溶膠。 孔隙率 測定結(jié)果與分析 Al2O3TiO2 熱噴涂涂層孔隙率通過試紙表面的藍(lán)點數(shù)量進(jìn)行評價， 封孔處理前后的結(jié)果如圖 所示。由此可以得出：經(jīng)過三次封孔的薄膜與圖層的結(jié)合力較經(jīng)過一次封孔的薄膜的結(jié)合力更強。另外還要感謝整個金材專業(yè)的胡建文老師、馬靜老師、孫世清老師、劉宗茂老師這四年來在思想上、生活上、學(xué)習(xí)上對我的幫助。 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 22 頁 共 24 頁 致 謝 在 zzzz 四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。 為了更加清楚的對腐蝕結(jié)果進(jìn)行對比，本文用圖 表示腐蝕過程中的質(zhì)量變化。、 40176。結(jié)果，當(dāng)氧化硅與氧化鈦的體積比過小 時，溶膠顏色變渾濁 ，成分不均勻。 因此滴加溶液應(yīng)選擇緩慢滴