漂珠的表面改性及漂珠復(fù)合涂層制備.pdf

1、漂珠是一種顆粒細(xì)、質(zhì)量輕、耐酸堿的空心微珠，具有耐熱、絕緣、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、不燃燒等特征。它在燃煤過(guò)程中產(chǎn)生，屬于粉煤灰中的一種。由于漂珠的中空結(jié)構(gòu)，其密度僅為0.3 g/cm3，會(huì)漂浮于水面，因此不宜將其作為增強(qiáng)顆粒在復(fù)合鍍中應(yīng)用。
　　本文首先利用非均相沉淀法，以硫酸鈦為鈦源，對(duì)漂珠進(jìn)行表面改性，旨在增大漂珠的密度，使其可以懸浮或者沉于水溶液中。然后將改性漂珠作為增強(qiáng)顆粒，采用復(fù)合電鍍法在鋁合金基體表面制備Ni-P/漂珠復(fù)

2、合涂層。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、X-射線衍射、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和電化學(xué)工作站等對(duì)改性漂珠的表面微結(jié)構(gòu)、以及Ni-P/漂珠復(fù)合涂層微結(jié)構(gòu)、界面結(jié)合力和耐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，獲得了如下結(jié)果:
　　在漂珠表面制備了TiO2包覆層。發(fā)現(xiàn)隨著Ti(SO4)2用量的增加，漂珠表面理論包覆厚度增大，當(dāng)理論厚度大于0.3μm以后，漂珠表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，且理論厚度越大龜裂現(xiàn)象越嚴(yán)重，認(rèn)為0.3μm為漂珠表面TiO2最佳理論包覆厚度。漂珠表

3、面TiO2薄膜包覆程度和致密度隨pH值升高先增加后降低，結(jié)合鈦元素含量EDS能譜分析結(jié)果得出，pH值為5時(shí)漂珠表面TiO2薄膜包覆最好、致密度最高。反應(yīng)溫度越高，TiO2粒子沉積速度越快，但溫度過(guò)高則不利于其在漂珠表面沉積，經(jīng)能譜分析發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度為50℃時(shí)Ti元素含量最高，此時(shí)膜層的SEM形貌顯示最致密。綜合分析，漂珠表面包覆TiO2層的最優(yōu)工藝為:理論包覆厚度0.3μm，反應(yīng)溫度50℃，pH值為5。
　　利用復(fù)合電鍍方法，在鋁合

4、金表面成功沉積出Ni-P/漂珠復(fù)合涂層。隨改性漂珠添加量的增加，Ni-P/漂珠復(fù)合涂層中漂珠沉積量也逐漸增加;但當(dāng)改性漂珠含量過(guò)多時(shí)，會(huì)引起對(duì)涂層表面沖刷現(xiàn)象，結(jié)果使涂層中改性漂珠含量減少，層厚度變薄。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電流密度越大，復(fù)合涂層厚度越大，顆粒尺寸越小。綜合分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)改性漂珠添加量為10g/L，電流密度為20 mA/cm2時(shí)，復(fù)合涂層表面涂層質(zhì)量最好。
　　采用劃痕實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合涂層的界面結(jié)合力。發(fā)現(xiàn)隨著改性漂珠添加量和電流