Al_2O_3對等離子噴涂Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2復合陶瓷涂層性能影響研究

目的研究Al_2O_3添加量對Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元復合陶瓷涂層性能的影響.方法采用等離子噴涂技術在油氣管道X80管線鋼基體表面制備出具有不同Al_2O_3含量的四元復合陶瓷涂層.另外,為探究基體溫度對涂層性能的影響,所有涂層均在等離子噴槍預熱及室溫的兩種基體上制備.所制涂層的氣孔率,硬度,結合力及電化學腐蝕性能分別采用煮沸稱重法,維氏硬度計,劃痕儀,電化學工作站進行檢測,并用X射線衍射儀(XRD),掃描電鏡(SEM)分析不同Al_2O_3含量涂層的物相組成和形貌特征,研究Al_2O_3含量對涂層各性能的影響.結果隨著Al_2O_3含量的增加,Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元復合陶瓷涂層的氣孔率呈現先降低后增加的趨勢,相對應的四元復合陶瓷涂層的結合力,維氏硬度則先增加后降低.當Al_2O_3質量分數為60%時,四元復合陶瓷涂層的性能,氣孔率為3.6%,硬度為824.6HV,結合力為53.8N.電化學腐蝕測試表明,Al_2O_3能增強涂層的耐腐蝕性能,Al_2O_3質量分數為60%時,涂層自腐蝕電位,為-0.28 V.另外,在基體預熱和不預熱條件下,所制涂層性能隨Al_2O_3含量的變化一致,但是基體預熱比不預熱更有利于涂層性能的提高.結論 Al_2O_3的添加不僅能夠有效降低涂層Cr含量,還能顯著提升四元復合陶瓷涂層的各項性能,特別是耐腐蝕性.此外,等離子噴涂前對基體進行預熱,有利于涂層性能提高.