【正文】 祝老師們身體健康，工作順利， 合家歡樂(lè) 。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(duì)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(diǎn)和交流，給了我很多的啟示和幫助，也解答了我很多的疑問(wèn)，提升了我的實(shí)踐能力。我向熱心幫助過(guò)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。 d) 結(jié)合力測(cè)試得出：三層封孔的涂層的結(jié)合力優(yōu) 于一層封孔涂層的結(jié)合力。 表 32 不同涂層試樣室溫下在 10%NaCl 中浸泡 14h 的腐蝕差重結(jié)果 (102 g/cm2) 基體 涂層 SiO2 封孔 一層 SiO2 封孔 三層 TiO2 封孔 一層 TiO2 封孔 三層 SiO2TiO2 封孔一層 SiO2TiO2 封孔三層 0h 0 0 0 0 0 0 0 0 1h 2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 20 頁(yè) 共 24 頁(yè) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200 .50 .00 .51 .01 .52 .02 .5差 重/ 102g*cm2時(shí) 間/ h (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) 圖 腐蝕試驗(yàn)中各試樣 單位面積內(nèi) 質(zhì)量變化 (a) 基體； (b)涂層； (c) SiO2 一層； (d) SiO2 三層； (e) TiO2 一層； (f) TiO2 三層； (g) SiO2TiO2 一層； (h) SiO2TiO2 三層 圖 腐蝕后試樣表面形貌 (a)SiO2 一層； (b)SiO2 三層； (c)TiO2 一層； (d)TiO2 三層； (e)SiO2TiO2 一層； (f)SiO2TiO2 三層 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 21 頁(yè) 共 24 頁(yè) 結(jié) 論 本文通過(guò)采用溶膠 凝膠法對(duì) Al2O3TiO2 熱噴涂涂層進(jìn)行封孔，并通過(guò) XRD 分析 、膠帶法、 藍(lán)點(diǎn)法及浸泡實(shí)驗(yàn) 對(duì)不同涂層進(jìn)行了測(cè)試分析。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。而離子的增加必然會(huì)增加腐蝕率。由表可得 ： 經(jīng)腐蝕后基體重量減少，而經(jīng)過(guò)噴涂和封孔的涂層試樣 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 19 頁(yè) 共 24 頁(yè) 重量有所增加，根據(jù)文獻(xiàn) [22]可知：在 NaCl離子溶液中，腐蝕是通過(guò)離子由涂層孔隙向基體表面的濃聚而開(kāi)始的。 由此可見(jiàn)， SiO2 溶膠 、 TiO2 溶膠和 SiO2TiO2溶膠封孔可以有效降低涂層孔隙率，達(dá)到封孔的效果 。)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(yè) 共 24 頁(yè) 結(jié)合力測(cè)定結(jié)果與分析 通過(guò)膠帶法測(cè)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(cè)試后觀(guān)察涂層表面脫落情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如 表 31 所示： 表 31 涂層結(jié)合力測(cè)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(wú)脫落 少量脫落 無(wú)脫落 少量脫落 無(wú)脫落 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：涂覆三層的封孔薄膜與基體的結(jié)合力增強(qiáng)。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。附近出現(xiàn)一個(gè)較寬的彌散峰，該峰應(yīng)為非晶氧化硅的典型衍射峰，這表明氧化硅封孔層為 SiO 短程有序結(jié)構(gòu)。 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 1:2 的 體積比混合，磁力 攪拌 ，將所得溶膠在室溫下密封靜止，自然陳化 5 小時(shí)后進(jìn)行涂層封 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 17 頁(yè) 共 24 頁(yè) 孔。 最優(yōu)工藝 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，最后得出最優(yōu)實(shí)驗(yàn)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(wú)水乙醇 (EtOH)為溶劑，乙酸 (CH3COOH)為催化劑。因此，最終選擇氧化硅、氧化鈦體積比為 2： 1。 實(shí)驗(yàn)表明 ：去離子水與氧化鈦、氧化硅的最優(yōu)體積比為 V(H2O)： V[Ti( OC4H9)4] = 1： V(H2O)： V[(TEOS)] = 1： 5。當(dāng)去離子水的加入 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 16 頁(yè) 共 24 頁(yè) 量較小時(shí)，由于鈦酸丁酯 和硅酸乙酯 水解不足，水解生成的少量溶膠粒子很 快溶解分散于大量的溶劑中，相互進(jìn)一步縮合的機(jī)會(huì)很少。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(huì)影響 封孔層表面的耐蝕性。 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(shí)間越長(zhǎng)； 其次 ，作為溶劑，乙醇可以溶解鈦酸丁酯和硅酸乙酯，并通過(guò)空間位阻效應(yīng)阻礙氫鏈的生成，從而使水解反應(yīng)變慢。 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。 c) 用分析天平分別稱(chēng)出處理過(guò)的試樣的初始重量看，記錄下來(lái)。 b) 然后用濾紙浸漬溶液后，貼附于待測(cè)試樣表面， 30s 內(nèi)觀(guān)察顯現(xiàn)藍(lán)點(diǎn)情況。 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。主要參數(shù)為：功率 18KW。提出的試樣在空中垂直放置 5 分鐘左右。 b) SiO2 溶膠的制備：將正硅酸乙酯 (TEOS)和無(wú)水乙醇 (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(shí)間 密封靜止，陳化 數(shù) 小時(shí)后即可 得到 SiO2溶膠。1 溫度均勻度 (℃ )： 177。因此今后還需要進(jìn)一步講究封孔涂料與熱噴涂層、腐蝕環(huán)境的配套性。因此制備出致密的復(fù)合涂層，并對(duì)形成涂層的成分、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析是當(dāng)前比較先進(jìn)的課題。其中復(fù)合氧化物涂層比單一氧化物涂層抗腐蝕效果好。 2)溶膠 凝膠 法 適宜制作光信號(hào)傳輸傳感器，包括吸收光、熒光、化學(xué)發(fā)光、室溫磷光等。 5)由于 SiO2具備穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及耐熱性，可提高不同溫度下金屬的抗氧化性和抗酸腐蝕性能。 1)熱膨脹系數(shù)與基材的匹配是一個(gè)關(guān)鍵因素，這樣才不致在高溫下導(dǎo)致涂層開(kāi)裂造成 涂層保護(hù)膜失效。 e) 催化劑的 影響：可以作為催化作用的試劑有 HCl、 HNO HClO4及 H3PO4等質(zhì)子酸， NaOH、 NH3 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 。涂層熱處理經(jīng)常用到的設(shè)備主要有： 1)真空爐，適合用于對(duì)表面狀況要求較高的涂層處理。有必要對(duì)經(jīng)過(guò)干燥處理的涂層，作進(jìn)一步的熱處理。伴隨著溫度的升高體積會(huì)有較大的收縮，從而使該過(guò)程與凝膠干燥一樣，極易導(dǎo)致涂層的開(kāi)裂，破壞涂層的完整性，因此涂層的質(zhì)量很大程度上決定于熱處理的升溫制度。常用的方法一般有三種方法 ： a) 噴涂法，直接將溶膠通過(guò)噴射設(shè)備，噴射在處于室溫或預(yù)熱過(guò)的基體上，該方法適用于比較平整的表面。 溶膠 凝膠法制備涂層封孔劑的技術(shù) 涂層制備原理 溶膠 凝膠法是以金屬醇鹽為原料，經(jīng)水解、縮聚反應(yīng)而形成的穩(wěn)定的溶膠。 制備封孔劑的研究現(xiàn)狀 華中 科技大學(xué)利用有機(jī)醇鹽水解法開(kāi)發(fā)了一種 SiO2 溶膠封孔劑，采用浸漬一提拉制膜法，在熱噴涂涂層表面和鎂合金微弧氧化膜層表面制備了 SiO2 封孔涂層。在激光重熔中， SiO2 能降低 ZrO2 熔化層應(yīng)力并阻礙裂紋擴(kuò)展 。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(qiáng)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 %。經(jīng)四次涂覆后， TiO TiO2SiO2 溶膠 凝膜層具有很好的耐蝕性和抗高溫氧化性，少量鉬、鉻元素的加入可提高 TiO2 溶膠 凝膠膜的耐磨性 [16]。結(jié)果表明，封孔涂層的耐腐蝕性明顯優(yōu)于未封孔涂層。通過(guò)掃描電鏡觀(guān)察了封孔處理后鎳磷合金鍍層的表面形貌，可見(jiàn)：經(jīng)封孔處理后的鎳磷合金層表面形成了一層保護(hù)膜，使鎳磷合金鍍層的孔隙得以封閉 [13]。 國(guó)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(duì)鎳磷合金鍍層進(jìn)行封孔處理。重熔后涂層的強(qiáng)度明顯增大，耐 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 2 頁(yè) 共 24 頁(yè) 磨性、耐高溫腐蝕性明顯提高，涂層也更加致密。但有機(jī)類(lèi)封孔劑對(duì)環(huán)境污染比較嚴(yán)重且不耐高溫；無(wú)機(jī)類(lèi)封孔劑滲透性好、對(duì)環(huán)境無(wú)污染。相對(duì)于其他方法，封孔劑封孔具有應(yīng) 用范圍廣、操作方便和成本低等優(yōu)點(diǎn)?？紫兜男纬捎幸韵?3 種機(jī)制：變形粒子問(wèn)不完全重疊、氣孔形成和凝固收縮 [1,2]。熱噴涂防腐技術(shù)是迄今為止鋼鐵結(jié)構(gòu)件長(zhǎng) 期 防腐的最有效方法，在水閘門(mén)、電視鐵塔、航標(biāo)浮鼓、橋梁、公路設(shè)施等大型工程的防腐中得到廣泛的推廣應(yīng)用。經(jīng) 500℃ 熱處理后，氧化硅 氧化鈦涂層中的氧化硅結(jié)構(gòu)為非晶態(tài)，而氧化鈦結(jié)構(gòu)為銳鈦礦。 畢 業(yè) 論 文 中 文 摘 要 熱噴涂防腐技術(shù)是迄今為止鋼鐵結(jié)構(gòu)件長(zhǎng) 期 防腐的最有效方法 之一 ，而涂層的孔隙率又是影響涂層耐蝕性的一個(gè)重要因素 。 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(duì) Q235 鋼涂層進(jìn)行封孔處理 。 關(guān)鍵詞 溶膠 凝膠法 氧化硅 氧化鈦 封孔 耐蝕性 畢 業(yè) 論 文 外 文 摘 要 Title Sealing treatment and their corrosion resistance of thermal spray coatings Abstract Thermal spraying anticorrosion technology is by far the longterm corrosion protection of steel structures is one of the most effective methods, and the porosity of the coating affect the coating corrosion resistance is an important factor. This article was prepared by solgel silica sol, titania sol and silica titania posite sol, sol with three coatings of Q235 sealing treatment. By Xray diffraction (XRD), the porosity of different tests and corrosion tests the coating film were tested. The results showed that the sealing treatment, the coating density