316L不锈钢表面耐高温氧化涂层的制备与性能
2014-11-30樊新民任小敏
材料科学与工艺 2014年1期
樊新民,任小敏
(南京理工大学材料科学与工程学院,南京 210094)
316L不锈钢是为改善耐腐蚀性能而发展出的一种超低碳奥氏体不锈钢,具有优良的耐腐蚀性能,广泛用于石油、化工、生物领域中[1-2].但该钢只能在800℃以下连续使用,而在更高温度氧化环境中无法长时间工作[3],随着高端科技的发展,对其高温抗氧化性能提出更高要求[4].溶胶-凝胶法制备氧化物陶瓷涂层是一种有效的保护钢铁材料、延长材料在氧化或者腐蚀等恶劣环境寿命的途径[5-7].目前在316L不锈钢表面制备高温抗氧化涂层的研究鲜有报道.
溶胶-凝胶法作为制备陶瓷涂层的一种方法,具有可在大面积或任意形状的基体上成膜,在多元组分体系中化学均匀性可达分子水平,反应过程可实现精确控制,并且掺杂范围宽,易于改性等优势[8],相比于 CVD、PVD等方法简单易行,设备成本低.溶胶的制备过程对涂层的性能有很大影响,其微观结构,如微粒大小极大的影响了涂层的烧结温度和阻隔腐蚀介质的性能[7,9].
用溶胶-凝胶法制备表面涂层时,很多文献都追求提高涂层的厚度,认为厚度达到一定的程度时,涂层的抗氧化、耐腐蚀等性能会提高,为了达到期望厚度值,会采用提高溶胶粘度[10-11]、增加层数[12]等方法,得到厚度为1~6 μm 的涂层,这种方法在短期内能有效隔绝基体与外界氧化腐蚀介质,但同时会导致涂层厚度不均匀,与基体结合力差,易产生裂纹并脱落等问题,并且耗时长,不利于工业化大规……
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