氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响.PDF

( ) 2002 年 　第 26 卷 　　　　　　　　　石油大学学报 自然科学版 　　　　　　　　　　Vol. 26 　No. 5 　第 5 期 　　　　　　　　Journal of the University of Petroleum , China 　　　　　　　　Oct. 2002 ( ) 　　文章编号 2002 氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响 韩　涛 , 王　勇 , 陈玉华 , 孟　强 (石油大学机电工程学院 ,山东东营 257061) 　　摘要 :利用冲击试验、热震试验和扫描电镜等方法研究了添加氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响规 律。试验结果表明 ,加入氧化铈可以改善玻璃涂层与金属基体的密着性 ,提高涂层的抗冲击和抗热震性能。氧化铈 含量在 1 %～5 %内,氧化铈加入量越多 ,瓷层的抗冲击和抗热震性能越好。由于氧化铈的存在能加剧瓷层与金属基 体的界面反应 ,从而在界面上形成了更多的 NiFe 键和铁的枝晶体。NiFe 键能提高瓷层的弹性 ,铁的枝晶体能增强 瓷层与基体的连接作用。界面反应使界面上的孔洞消失 ,形成明显的密着层 ,因而提高了界面的结合强度。 关键词 :稀土氧化物 ;玻璃涂层 ;金属基体 ;密着性 中图分类号: TE 123 　　　文献标识码 :A 小球下落的高度为 175 cm ,小球质量为 65 g 。 引　言 应用热震试验检测玻璃涂层与金属基体的密着 近年来 ,金属材料的表面工程技术得到了迅速 性时 ,采用了热疲劳试验和耐热急变性试验两种方 的发展 ,而无机非金属涂层以其优异的耐磨、耐蚀等 法。热疲劳试验的加热温度为 400 ℃。耐热急变性 性能被广泛应用。但是 ,若不解决涂层与金属基体 试验是将试块加热到 200 ℃后放入室温下流动的水 之间的密着性问题 ,就不能充分发挥涂层的优点 ,因 中急冷,若瓷层不开裂 ,递增 50 ℃再加热、急冷 ,若不 而 ,此问题一直是人们关注的重点[1～5 ] 。笔者从添 开裂继续递增温度加热、急冷 ,如此循环 ,直到开裂。 加稀土氧化物的角度研究涂层与金属基体的密着 将加入氧化铈和不加入氧化铈的试块打磨、抛 性 ,这对于制备涂层及研究密着机理具有重要意义。 光 ,用硝酸酒精腐蚀 ,然后用日本J SM5410LV 型扫 1 　试验材料及方法 描电镜观察玻璃涂层与金属基体界面的形貌。 采用热熔敷方法制备玻璃涂层 , 试验温度为 2 　试验结果 900 ℃,保温时间为 5 min 。所用试块为 Q 235 ,规 2 . 1 　冲击试验 格为 40 mm ×40 mm ×3 mm ,其中 ,C ,Si ,Mn ,S , P 冲击试验表明 ,氧化铈质量分数为 0 ,1 % ,2 % , 的含量分别为 0. 18 % ,0. 025 % ,0. 50 % ,0. 022 % , 5 %时 ,瓷层开裂时的冲击次数分别为 25 ,32 ,43 , 0018 % 。釉料