近年来,复合涂层因为具有良好的综合性能而受到研究者的广泛关注。复合涂层通常是由金属基及其增强颗粒,如非金属固体粒子、硬金属粒子或短纤维构成。Al金属对钢铁材料具有自我牺牲的阴极保护作用,且Al其极易形成致密的Al2O3薄膜,具有阻挡腐蚀介质的隔离防护作用,而Ni具有工作温度高、组织稳定以及优良的抗高温腐蚀性能。研究者提出在普通碳钢表面利用表面技术制备NiAl复合涂层,将会很好地结合二者的优点,来提高碳钢表面的耐蚀性和抗氧化性,这样不仅能延长碳钢的使用寿命,而且节省了资源,这将会是一种具有极大潜力的高温防腐涂层材料。超音速电弧喷涂技术能赋予普通材料特殊的表面性能,具有工作效率高、涂层结合力强、质量易控等优点,受腐蚀工程界的青睐。近年来,有关电弧喷涂单涂层的腐蚀行为已有较多的研究,但有关电弧喷涂双层复合涂层及电弧喷涂层在腐蚀介质中腐蚀行为的研究极少。本文采用超音速电弧喷涂技术在20#钢基体表面制备NiAl双层复合涂层,对涂层显微组织结构和相结构进行表征,用自然浸泡、动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了NiAl双层复合涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,考察涂层的耐腐蚀性,以期为NiAl复合涂层在实际工况中的应用提供试验数据和理论依据。
结语
1)采用超音速电弧喷涂技术在20#钢基体上成功制备了NiAl复合涂层,涂层的表层中含有Ni固溶体、NiAl金属化合物和少量的通过孔隙扩散到表层的Al。涂层呈典型的层状结构,结合较致密,表层(Ni)的孔隙率为5.3%,底层(Al)的孔隙率为4.4%。
2)NiAl复合涂层的自腐蚀电位低于基体的自腐蚀电位,能起到良好的阴极保护效果。
3)NiAl复合涂层的底层会产生致密的氧化膜(Al2O3),Al粒子的网状框架结构减少了腐蚀产物的流失,且涂层的腐蚀产物更致密,良好的自封闭效果提升了涂层的耐蚀性。
4)NiAl复合涂层更好地发挥了Ni的耐蚀作用和Al的钝化保护作用,结合了两者的长处,表现出更好的耐蚀性能。
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