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陶瓷涂层具有良好的耐高温、耐腐蚀与耐磨性能,所以其被广泛应用于设备的保护层,同时也可以被用于修复设备损坏后的各种缺陷。但由于施工过程中往往受制于陶瓷涂层生成的高温条件,使得成本显著增高,效果又不理想。因此开展对常温固化陶瓷涂层的研究与开发是非常有必要的,具有重大的经济价值与应用背景。 因此,本文研究了价格低廉、粘结强度大、环境污染少以及固化温度低的磷酸盐粘结剂的制备工艺参数,筛选了合适的固化剂种类以及加入的陶瓷颗粒SiC的含量及粒径对涂层性能的影响。本文主要研究内容及结论如下: (1)以Al(OH)3和H3PO4为原料,探讨了P/Al配比对粘结剂合成的影响,利用XRD和TG-DSC对粘结剂晶体结构和热性能进行了分析。研究表明P/Al为3∶1.3时,原料中Al(OH)3加入量最佳;合成温度为120℃,反应时间为30min,合成的粘结剂的性能最优,粘结剂的主要晶相为Al(H2PO4)3。合成的磷酸盐粘结剂的理论固化温度为262℃,固化后产物为AlH2P3O10·H2O。 (2)以磷酸盐为粘结剂,加入陶瓷颗粒SiC,选取不同种类的固化剂(MgO、CuO、ZnO、Cr2O3),探讨了固化剂种类对磷酸盐涂层的固化后性能的影响。通过显微硬度计、恒温恒湿箱等测试技术,测试了涂层固化时间、固化后的硬度及抗吸湿性能。研究表明:MgO的固化时间是3.5h,固化后的硬度HV0.3=267.5,吸湿率为0.52%;CuO的固化时间是4.5h,固化后的硬度HV0.3=229.2,吸湿率为2.11%;ZnO的固化时间为5.0h,固化后的硬度为HV0.3=288.9,吸湿率为0.14%;Cr2O3的固化时间为7.0h,固化后的硬度为HV0.3=168.7,吸湿率为6.13%。 (3)以磷酸盐粘结剂为基体,ZnO为固化剂以及加入不同粒径(d50=5μm、d50=18μm、d50=45μm、d50=80μm、d50=120μm)及含量(60wt.%、80wt.%、100wt.%、120wt.%、140wt.%)的SiC在Q235基板表面制备磷酸盐-金属基涂层。通过显微硬度计测试涂层的硬度,以及湿橡胶轮磨损试验机和SEM对涂层的耐磨性能进行研究。研究表明:当SiC含量(80wt.%)一定时,粒径d50=5μm,最高HV0.3=306.4,粒径d50=18μm,磨损量最少为72.3mg;当SiC粒径(d50=18μm)一定时,含量为120wt.%时,最高HV0.3=313.4,磨损量最少为59.7mg。