[發明專利]一種四元復合陶瓷涂層配方及其制備方法

在審

• 申請號: 202010729317.4
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111825436A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 賈碧;周勇;徐榕;江寒梅;王如轉;邸永江;劉曉燕;施金良
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: C04B35/12
• 分類號: C04B35/12;C04B35/10;C23C4/11;C23C4/134
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 韓慧芳

本發明公開了一種四元復合陶瓷涂層配方，按質量份數計，所述配方包含Al₂O₃:0.1～80份；Cr₂O₃：0.1～66份；TiO₂：0.1?60份；SiO₂：0.1?60份。優選配比為：按質量份數計，包含Al₂O₃:60份；Cr₂O₃：26份；TiO₂：8份；SiO₂：6份。本發明還公開了所述涂層的制備方法。本發明通過調控陶瓷涂層中Al₂O₃含量，實現了低Cr含量，使涂層從氣孔率、硬度、結合力、電化學腐蝕性能及磨損性能的優化，而且對環境影響小。從制備方法上，通過等離子噴槍對基體進行預熱，減小了涂層材料與基體間的溫差，有利于增強涂層的硬度、結合力，從而達到提高涂層性能的目的。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料應用技術領域，具體涉及一種四元復合陶瓷涂層配方及其制備方法。

背景技術

石油及其相關產物在工業發展中占有重要地位，石油也因此被稱為“工業的血液”。石油的輸運依賴于公路、鐵路、航空及石油管道等運輸方式，其中油氣輸運管道因建設周期短、運輸成本低、安全系數高、連續高效、無污染、可穿過各種區域、占地量小、轉運環節少等原因，成為目前應用最為廣泛的石油及相關工業產物的輸運方式之一。優異的管道質量是保證油氣輸運安全可靠的前提。目前常用的輸運管道多為金屬管材，為提高管道的耐腐蝕性及抗磨損性能，常采用有機涂層防護、電化學保護技術、添加緩蝕劑與合理的防腐抗磨等工藝設計，其中有機涂層(如二/三層聚乙烯PE、二/三層聚丙烯PP、環氧粉末、聚氨酯)加緩蝕劑(如咪唑啉)保護是-最普遍的方法。但有機涂層易變質老化，電化學保護需建立較多電流基站，緩蝕劑難以除凈，基于以上問題，進一步探索改善、改進油氣管道的防護工藝與措施，提供簡單環保、成本低廉、效果可靠、便于維護的防護途徑是一項具有非常重要的理論和現實意義的研究工作。

熱噴涂技術是一種將熔化或半熔融狀態的噴涂材料通過高速氣流使其霧化噴射至零件表面的表面改性方法，通過熱噴涂技術能夠制備出優于基體性能的表面功能涂層，賦予材料表面耐腐蝕、耐磨損、抗高溫氧化、抗疲勞等優異性能。等離子噴涂技術作為熱噴涂技術中的一種，因具有焰流溫度高、基體熱影響小、涂層平整、厚度可控、孔隙率低、雜質含量少、噴涂參數可優化、噴涂材料種類廣等優點而成為制備高熔點涂層材料最常用的工藝。將高性能陶瓷作為噴涂材料，采用等離子噴涂技術將金屬材料的韌性與陶瓷材料的抗腐蝕性、耐磨性、高硬度、強絕熱、低線膨脹系數、無污染性等優點相結合，可滿足設備及其部件在苛刻條件下的使用。近年來，該技術逐漸應用于石油工程領域，在機械裝備與設備器件的修復、強化、防護方面取得了良好的效果。

但現有陶瓷材料所呈現性能各異，所制涂層的氣孔率、硬度、結合力及電化學腐蝕性并不能完全滿足品質需求。因此對陶瓷材料的性能研究仍然是本領域技術人員的研究熱點。

發明內容

針對本技術領域所存在技術問題，本發明目的在于提供一種四元復合陶瓷涂層配方及其制備方法。本技術方案主要是通過調控Al₂O₃含量以得到性能最優的四元復合陶瓷涂層。

為實現發明創造，具體提供了如下所述技術方案：

1.一種四元復合陶瓷涂層配方，按質量份數計，包含Al₂O₃:0.1～80份； Cr₂O₃：0.1～66份；TiO₂：0.1-60份；SiO₂：0.1-60份。

優選的，按質量份數計，包含Al₂O₃:60份；Cr₂O₃：26份；TiO₂：8份； SiO₂：6份。