封孔材料汇总

一、易茂中，冉丽萍。不同封闭处理ZrO2热障涂层抗热震性的研究。材料保护，1999, 32（3）：17-20.

1、研究了用有机硅树脂、NiCrBSi涂层和水玻璃封闭的ZrO2热障涂层的抗热震性能。试验表明，有机硅树脂封闭的效果最好，NiCrBSi 涂层次之，水玻璃封闭效果不明显。当涂层氧化失效占主导地位时，涂层热震寿命短；当热应力导致涂层失效占主导地位时，涂层热震寿命较长。

2、基体试样为40 Cr钢淬火并作高温回火，尺寸为 12 mm×12mm×20 mm。热障陶瓷涂层粉末为美国Metco公司的8%Y2O3部分稳定化的ZrO2，粘结层粉末为Metco公司的NiCrAl金属粉。用Metco- 7MB等离子喷涂系统, 基体表面经喷砂粗化后喷涂0.1mm厚的粘结层，再喷0.4mm厚的陶瓷层。长方形试样的六个面均喷涂层。分别用有机硅树脂、NiCrBS金属涂层、水玻璃对涂层进行封闭处理。将试样在900℃保温5min后取出，强制风冷20min，如此反复，直至涂层失效剥落，记下失效时的热循环次数。分别用 XRD、SEM 进行分析。

3、从失效剥落面可以发现，热震后涂层失效剥落部位大体上可分为3类：Ⅰ型沿基体表面剥落，Ⅱ型沿基体/粘结层界面一侧剥落； Ⅲ型沿陶瓷层内靠近粘结层一侧剥落。同一试样并不只发生一种类型剥落, 往往是 2～3 种。随涂层热震寿命增加，Ⅲ型剥落方式所占比例增加，Ⅰ型剥落方式所占比例减少，Ⅱ型剥落方式与寿命关系不大。可见，涂层的热震寿命和剥落部位有着内在的联系。 4、涂层热震失效机理：未作封闭处理和封闭效果差的涂层/基体系统，在热循环加热过程中，粘结层与陶瓷层由于热膨胀系数不匹配产生了热应力，陶瓷层受拉应力，粘结层受压应力，陶瓷层开裂使氧通过裂纹向内传输，使靠近裂纹的粘结层表面氧化；冷却时，陶瓷层受压应力，粘结层受拉应力，加热时形成的氧化膜部位易成为裂纹萌生的策源地，使粘结层出现裂纹，氧化膜被破坏，露出新鲜的粘结层。在随后再加热过程中裂纹尖端新鲜面被氧化。如此反复，裂纹逐渐向粘结层/基体界面扩展，当裂纹扩展至界面时，扩散的氧使基体氧化，形成疏松的铁氧化物，基体继续氧化，且氧化沿界面方面迅速延伸，氧化物相互联通，使粘结层/基体界面完全受到氧化破坏。靠近裂纹处氧化深度大，远离裂纹处氧化深度浅，因此形成沟槽和凸台，沟槽内堆垛着针状氧化物。

封闭效果较好的涂层/基体系统，裂纹扩展至粘结层/基体界面以前的过程与

上述类似，只是慢一些而已。只有当靠近裂纹的基体表面受到氧化，使粘结层/基体界面受到部分破坏，并在热膨胀系数不匹配应力的作用下，才在界面处萌生裂纹并逐渐扩展，最终连接成宏观的裂纹网，导致涂层剥落失效。封闭效果好的涂层/基体系统，由于氧的传输几乎被完全抑制，基体已基本不氧化，涂层的剥落主要依赖于热应力的作用。陶瓷层与金属热膨胀系数相差大，热膨胀不匹配性强，而且陶瓷本身比较脆，对裂纹扩展阻力小，因而在陶瓷层靠近陶瓷层/粘结层界面的区域容易萌生裂纹并扩展，随着热循环的进行，最终联接成宏观裂纹网， 导致涂层剥落。

二、宋玉苏，陈德斌。热喷涂铝封闭涂层性能的研究。材料保护，1998, 31（6）：5-7.

1、用电化学交流阻杭方法研究了喷涂铝封闭涂层的保护性能。采用了两种热喷涂方式电弧喷涂和火焰喷涂，两种封闭涂并体系磷化底漆体系和氯化橡胶体系。 实验结果表明，两种涂层体系的保护性能相差较大，不同的喷涂方式对封闭涂层性能有一定的影响。

2、采用的热喷涂工艺为火焰喷涂和电弧喷涂 ，材料是纯铝，相应的封闭涂层是16号氯化橡胶防锈漆和磷化底漆。钢板尺寸为20cm*10cm，电化学试样的制备参照文献自行设计，取长为50cm的硬塑料管（直径为20mm）粘附于底板适当的位置上（面积为3.14平方厘米）每块板平行取 3个样，此种方法可以有效地消除边角效应，提高试验的重现性。 3、

三、张志彬，阎殿然，高国旗，等。等离子喷涂氧化锆涂层封孔处理的研究现状.陶瓷，2009,1:30-33.

1、激光重熔缺点：由于激光熔覆后涂层快速凝固，涂层中存在的气体来不及逸

出表面，而在熔覆层中产生了气孔。另外 ，熔覆层内的局部热应力超过材料的强度极限时就会在熔覆层中产生裂纹。这些缺陷的大量存在对于涂层来说都是有害的，另外激光设备价格昂贵且热转化效率低，因此限制了激光重熔工艺在生产上的广泛应用。

2、由于碱金属硅酸盐耐高温、易溶于水、成膜性好、价格低，因此在无机封孔剂中，通常使用碱金属硅酸盐为基料。

四、张红松，王富耻，马壮，等。等离子涂层孔隙研究进展。材料导报，2006，20（7）：16-19.

1、对整体孔隙率影响最主要的是粒子的速度和温度，但二者的重要性却不区分。 2、由于等离子喷涂工艺十分复杂，对于不同的粉末和工艺条件，各喷涂工艺参数影响的重要性也有所不同，并无统一的顺序。

3、孔隙对涂层性能的影响主要集中在：( 1)使涂层的弹性模量降低影响涂层的残余应力； ( 2) 影响高涂层的隔热性能。

4、孔隙的存在使涂层的弹性模量下降，热膨胀系数对涂层结构及喷涂参数并不敏感。

五、王栋，蔡启舟，骆海贺，等。热喷涂涂层耐高温SiO2溶胶封孔剂的开发。热加工工艺，2006，35（22）：28-30.

1、在各种封孔方法中，采用溶胶-凝胶法封孔处理可增加涂层的致密度、提高结合强度。

2、SiO2 溶胶封孔：将正硅酸乙脂、无水乙醇和蒸馏水按 4∶3∶1.28的比例混合，加入适量的催化剂盐酸，用于调节溶液的 pH 值，用搅拌器搅拌使之均匀混合，形成SiO2 溶胶。利用浸涂法封孔，即将热喷涂后的试样浸渍在制备好的封孔剂溶液中，浸渍时间20s。在浸渍的同时缓慢提拉试样, 然后将浸渍后的试样在空气中干燥24h，放入电阻炉中缓慢升温至300℃，并保温1h后出炉冷却，即得封孔涂层。

3、为考察封孔涂层的抗氧化性和对基体金属的保护作用，将配制好的SiO2溶胶涂于304不锈钢钢板的表面，涂层固化后于700℃的箱式电阻炉中保温60h，每隔10h取出冷却称重。

六、李淑华，邵德春。稀土与激光表面重熔对喷涂层耐蚀性的影响。材料科学与

工艺，1994,2（2）：91-96.

1、在喷涂粉末中添加适量的稀土，或者对喷涂层表而进行激光重熔，不仅可以改变涂层的组织结构，减少或消除喷涂态氧化铝涂层中的疏松和气孔等缺陷，并且显著提高了涂层的杭腐蚀性能。

2、加稀土后，促使等离子喷涂涂层形成大量的非晶和使晶化的晶粒细小。前者各向异性，后者改善了陶瓷分子的结合强度，两者都使涂层的耐腐蚀性能得到提高。

七、朱立群。陶瓷材料的腐蚀。兵器材料科学与工程，1995,18（4）：50-54. 1、对金属材料来说，通常环境下发生的是电化学腐蚀，微电池作儿甘致了金属腐蚀。而陶瓷材料一般是绝缘体或半导体，因而在溶液中产生的腐蚀是化学腐蚀。因此，陶瓷材料也就没有异种金属接触而产生的接触腐蚀，也没有太多必要考虑局部微电池的作用。对于结构陶瓷来说其耐蚀性主要取决于其化学稳定性，其次还受晶界相和各种添加物的影响，微小缺陷都可能会成为发生化学腐蚀的源点。另外，结构陶瓷在制取过程中会使其内部产生残余应力，在许多情况下由于应力集中而加速了陶瓷腐蚀或老化。因此，同种结构陶瓷由于制备工艺和添加物的不同，它们的耐蚀性也有很大差异。

八、麋亮，李水清，丁毅，等。碳钢表面等离子喷涂Cr2O3涂层极其耐腐蚀性能。腐蚀与保护，2011,32（2）：113-115。

1、采用等离子喷涂方法，在45号钢基体上，喷涂NiCrAl中间层，喷涂Cr2O3陶瓷层，采用电化学测试涂层的耐蚀性，实验前用环氧树脂对试样进行封孔处理。由CS300P电化学工作站测量极化曲线，测量中用铜导线与试样相连，留取面积1cm2的区域，其它裸露部分用环氧树脂密封，制得工作电极。电化学溶液体系为质量浓度3.5%的NaCl溶液，辅助电极为铂电极，参比电极是饱和甘汞电极，扫描范围-0.6-0.1V，扫描速率为0.01Mv/s.

2、极化曲线可以看出，Cr2O3涂层的自腐蚀电位高于碳钢，自腐蚀电流密度小，故Cr2O3涂层的耐腐蚀性能比碳钢好。

九、袁鸿斌，王泽华，张晶晶，等。热处理对等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层结合强度的影响。机械工程材料，2011,35（1）：65-69.

1、但是纳米粉易团聚，需经特殊工艺分散后才能进行喷涂，且成本较高；增加

过渡层工艺复杂，且涂层厚度不易控制；而激光重熔处理会使涂层产生开裂倾向，均不适用于水工机械。

2、喷涂前，粉体经烘干，基体表面清洗并用粒径300μm的白刚玉砂进行喷砂粗化，在100℃的干燥箱内预热15 min。采用美国PRAXAIR-3710型等离子喷涂系统进行喷涂，用氩气作为主气和载气，用氦气作为辅气，以枪内送粉方式进行喷涂，工艺参数见表1。粘结层喷涂厚度60~80μm，工作层喷涂厚度270~300μm。

3、用Olmpus-BX51M型光学显微镜及Hitachi-3400N型扫描电子显微(SEM)观察涂层形貌及界面结合情况；用Rigaku D/max-IIIA型X射线衍射仪(XRD)分析涂层的相组成，并考察热处理方式对涂层相组成的影响；用金相图像分析软件TCI测定涂层的孔隙率，分析热处理对涂层孔隙的影响。参照ASTMC633-2001的对偶试样拉伸法用RGM-4050型微机控制电子万能试验机测定涂层的结合强度，拉伸速度为1 mm·min-1，每组结果取3个试样的平均值。

4、涂层结合强度随保温时间延长而变化有三个原因。首先，热处理保温时间是影响涂层各层之间元素扩散的主要原因，时间延长，可使各层之间元素扩散进行得更充分，使之结合更牢固；其次，内应力的存在使涂层出现微裂纹，长时间保温可以降低涂层内应力，同时元素的扩散会弥合部分微裂纹；此外，保温时间延长可促使各层间细小颗粒长大填充了间隙层。但是，若热处理时间过长会使晶粒过大，则涂层的结合强度反而会下降。因此选择合适的处理时间至关重要。 5、热处理温度对该涂层结合强度的影响较大，在600℃以下，随热处理温度的升高，涂层结合强度显著增大；在600℃以上，随温度的升高，结合强度反而降低。

十、唐义祥，张旭东，邓三军，等。防腐蚀材料用聚氨酯-环氧树脂复合乳液的合成研究。腐蚀科学与防护技术，2011,23（2）：133-138.

1、以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸和乙醇为主要原料合成了部分封端的亲水性聚氨酯预聚体，然后接枝环氧树脂，再水分散并经乙二胺打开环氧基交联，得到聚氨酯-环氧树脂复合乳液。随着环氧树脂中羟基接枝率的提高，乳液外观改善，稳定性提高，涂膜的防腐蚀性能增强。随着环氧树脂含量增加，

涂膜耐腐蚀性能增强，但乳液外观变差，涂膜抗冲击性及耐热性下降。当环氧树脂含量达到45%左右时，乳液适用于配制单组份水性防腐涂料。

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