NiCrAlYSi/h-BN高温可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

目的加入h-BN和团聚聚苯酯分别作为固体润滑剂和造孔剂,以提高NiCrAlYSi基封严涂层的高温摩擦磨损性能。方法采用真空熔炼雾化造粒和料浆喷雾造粒技术制备NiCrAlYSi/h-BN聚苯酯复合粉体,再利用大气等离子喷涂技术制备高温可磨耗封严涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、CSM摩擦磨损试验机和三维轮廓仪等手段,研究NiCrAlYSi/h-BN封严涂层显微结构、元素组成以及室温和800℃下的摩擦磨损性能,探究涂层在室温和800℃下的磨损机理。结果等离子喷涂NiCrAlYSi/h-BN封严涂层组织比较均匀,涂层结合强度可达15MPa,孔隙率约为32%。室温下封严涂层与DD6镍基单晶高温合金球间的平均摩擦因数为0.897,涂层磨损体积为2.09×10~8μm^3;800℃高温下平均摩擦因数为0.425,涂层磨损体积为3.22×10~8μm^3;封严涂层800℃下有良好的可磨耗性,相应对偶件的磨损较轻;高温下,封严涂层金属基相软化、h-BN的润滑作用和部分金属基相高温下生成自润滑性氧化物,是摩擦因数降低和对偶件磨损较轻的主要原因。NiCrAlYSi/h-BN封严涂层室温的主要磨损机理为涂抹、磨粒磨损和轻微氧化,高温下的主要磨损机理为切削、塑性变形、氧化和粘着磨损。结论等离子喷涂NiCrAlYSi/h-BN高温封严涂层在高温下的可磨耗性能较好。

h-BN基复合陶瓷涂层防锅炉受热面的硫酸盐腐蚀性能

针对燃煤锅炉受热面存在的硫酸盐腐蚀问题,采用料浆法在20CrMn表面制备h-BN基复合陶瓷涂层,分析了涂层的抗热震性能、孔隙率和耐磨性能,并研究了350～450℃范围内未喷涂和喷涂涂层试样的防硫酸盐腐蚀性能。结果表明,涂层的抗热震性能良好,孔隙率低,耐磨性能与基材相近。结合热分析动力学对腐蚀试验数据进行处理,得出两种试样腐蚀的反应机理均符合二级相界面反应类型。计算得到未喷涂涂层和喷涂涂层试样的反应活化能分别为1 431.172 J·mol^(-1)和2 200.217 J·mol^(-1),可见喷涂涂层试样的腐蚀反应活化能高于未喷涂涂层试样,表明喷涂涂层试样的防腐蚀性能优于未喷涂涂层试样。分析试验后喷涂涂层试样的形貌、成分和物相,发现该试样仅表面出现少量Na_2SO_4晶粒,而内部基本未检测到Na_2SO_4,表明喷涂涂层提升了基材的防腐蚀性能。

熔融模拟灰在h-BN基陶瓷涂层表面的粘附特性

针对锅炉燃烧劣质煤过程中存在的结渣问题,采用料浆法在20G钢材表面制备了h-BN基陶瓷涂层,对熔融模拟灰在钢片及涂层表面的接触角、铺展系数、粘附功等参数进行研究,进而分析熔融模拟灰在两种试样表面的粘附特性。结果表明:涂层表面较为致密,且与基材嵌合紧密,涂层附着力等级为0级,耐冲蚀性能较好,不易脱落。熔融模拟灰在涂层表面的接触角较大、粘附功较小。熔融模拟灰在涂层表面铺展系数较小,而且随着温度升高,熔融灰在涂层和钢片表面铺展系数的差值逐渐增大,在倾斜放置的试样表面,涂层和钢片铺展系数差值随着角度的增加而增大。通过对试样片截面的SEM/EDS分析可知,涂层对熔渣具有化学不亲和性,能有效阻止Pb的扩散,表明在钢片表面喷涂涂层能减弱熔融灰的润湿性和结合强度,提高其防结渣性能。

碳纤维表面BN涂层的制备和表征

采用溶液浸涂法,添加聚乙烯醇作为中间转换物,在碳纤维表面制备了氮化硼涂层。采用SEM、FT-IR、XPS、TGA等测试技术对涂层的成分、结构、形貌进行了表征。实验结果表明,纤维表面没有开裂剥落,涂层与碳纤维结合良好,涂层碳纤维热稳定性良好,B和N的原子分数分别为15.69%和16.97%,hBN涂层的纯度较高。