不銹鋼基氧化硅系功能陶瓷涂層的制備及應(yīng)用.pdf

1、304不銹鋼因其良好的機(jī)械性能、耐蝕性能，且價格低廉，被廣泛的應(yīng)用到餐具、工業(yè)、航天、船舶等不同行業(yè)。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，往往因?yàn)榄h(huán)境的腐蝕、材料的變形導(dǎo)致不銹鋼產(chǎn)品壽命短、浪費(fèi)嚴(yán)重。因此對不銹鋼材料表面涂覆陶瓷涂層并賦予其特殊功能，以提高材料的使用效率。
　　本課題主要探究了氧化硅系陶瓷涂層對不銹鋼表面的改性以及給予涂層抗菌和不粘性能。具體研究工作如下:
　　1、用料漿法分別制備了底釉SiO2-B2O3-CaF2-NiO、

2、非鈦白面釉SiO2-B2O3-CaO-ZnO、鈦白面釉SiO2-TiO2-MgO-NaSiF6陶瓷涂層。研究了不同含量磨加劑黏土對SiO2-TiO2-MgO-NaSiF6釉料性能的影響。結(jié)果表明，磨加劑黏土的含量為7％時涂層樣品的表觀性能最佳。將SiO2-TiO2-MgO-NaSiF6釉料應(yīng)用到不銹鋼保溫杯時，獲得最佳燒結(jié)工藝為:在850℃下兩次涂覆并隨爐降溫。
　　2、鈦白面釉陶瓷涂層在850℃，5min熱處理后涂層表面平整、無

3、裂紋，涂層為乳白色、有玻璃光澤。涂層性能測試顯示:其硬度可達(dá)100HRC以上;在800℃條件經(jīng)受30次抗熱震檢測后，涂層表觀性能良好，沒有剝落和裂紋出現(xiàn)。陶瓷涂層耐水性測試表明，168h后無剝落、膨脹出現(xiàn);在0.536mol/L的堿液腐蝕168h后無剝落現(xiàn)象;但涂層經(jīng)3％的鹽酸溶液腐蝕11h后，表面出現(xiàn)剝落和斑點(diǎn)。SEM分析和EDS分析表明:涂層與基底的粘結(jié)主要為物理密著并伴隨弱的化學(xué)密著。
　　3、研究了B2O3、BaO、SnO

4、2、SrO、Li2O氧化物對鈦白面釉陶瓷陶涂層性能的影響。結(jié)果顯示:B2O3添加量為7％時涂層的表觀性能最佳;而BaO、SnO2、Li2O的引入導(dǎo)致涂層性能變差;SrO可使涂層表面的平整度得到提高，氣孔率降低，但涂層的光澤和白度降低。對SrO變量的釉料進(jìn)行XRD分析和紅外光譜分析，SrO的添加量達(dá)到10％以后，釉料中有晶相出現(xiàn)，晶相組合為Sr2SiO4;同時釉料的紅外光譜圖中也有相應(yīng)的特征峰出現(xiàn)，分析認(rèn)為Sr2+在四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中主要起

5、破壞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用。
　　4、甲基橙分解結(jié)果表明釉料具有一定的抗菌性。利用表面活性劑對釉料進(jìn)行疏水處理，其潤濕角可達(dá)131°，超過進(jìn)口料的疏水性能。經(jīng)表面活性劑的包裹處理可提高釉料的分散性和流動性，及產(chǎn)品的表面光澤度。
　　5、分別用TiN及TiN和Si3N4的混合物分別對鈦白面釉和進(jìn)口釉料進(jìn)行不粘性能改性，結(jié)果顯示，進(jìn)口釉料性能明顯優(yōu)于自制釉料;不粘涂層在0.536mol/L的堿液中腐蝕120h，以及3％的酸液中腐蝕120