磷酸盐胶粘涂层制备及结合性能研究

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1、河北工业大学硕士学位论文磷酸盐胶粘涂层制备及结合性能研究摘要本论文在研制出一种能长期耐高温温度为600℃的磷酸盐无机胶粘涂层基础上，并对其相关机理进行探讨。查阅文献对各类胶粘剂进行比较对比，选用无机胶粘剂中的磷酸和特制氧化铜、磷酸二氢铝为胶粘基料通过添加陶瓷骨料等制备涂层。通过理论分析对于无机胶粘涂层，双层涂层较单层具有一定的优越性，因此选用双层涂层的涂敷工艺方案；粘结过渡层采用磷酸和特制的氧化铜反应物为主要粘结基料，按照磷酸铜粘结剂配方进行改良和实验，得出粘结过渡涂层的配方和最佳厚度为0.2mm；通过实验得出不同Al/PO4摩尔比的溶解度和浓磷酸与氢

2、氧化铝反应需用量的关系；用均匀设计法以涂层耐磨性能为主要指标，对表面涂层进行优化综合考虑得出表面涂层配方并制定出适合于此种双层涂层的热处理固化工艺。3本试验对涂层进行检测：密度为2.18g/cm；抗拉/剪切强度为4.56MPa/9.02MPa；整个涂层脆性度为0.35；粘结过渡层柔韧性达到轴棒法GB1731-79中的Ф3mm不开裂；粘着性达到JISD0202标准中的3级；粘结过渡层常温固化时间为30min；耐磨性能约为20#钢的3倍；耐高温温度为700℃，抗热震温度为650℃；具有显著提高金属抗氧化的作用。磷酸和特制的氧化铜以及磷酸和氢氧化铝制备的磷酸

3、二氢铝基料均为一种无机高分子聚合物，具有良好的粘结强度。它们包覆在陶瓷骨料的周围，经常温和热处理完全固化成胶粘涂层。涂层和基体通过机械锚定和扩散等相关作用紧密的连接在一起，未反应完全的氧化铜会被磷元素还原形成铜单质。表层的陶瓷骨料取到了一种很好的抗磨作用，在强冲蚀磨损的作用下会被挖走留下孔洞，孔洞的边缘进一步的剥落这是胶粘涂层受冲蚀磨损失效的主要原因。涂层对阻滞氧进入基体有明显的效果，主要原因是涂层本身取到一种机械阻挡作用，增加了氧的扩散距离。应用有限元模拟软件，对实际工况下使用的输热管道进行模拟分析，得出试验制备的涂层具有一定的隔热效果，提高管道的高

4、温性能，指出涂层的热应力主要集中在涂层和基体的粘结界面。关键词：磷酸盐，胶粘涂层，胶粘剂，涂层机理i磷酸盐胶粘涂层制备及结合性能研究STUDYONPREPARATIONANDBONDEDPERFORMANCEOFPHOSPHATEADHESIVECOATINGABSTRACTInthisstudy,inorganicadhesivecoatingwasinvestigatedwhichcanendurehightemperatureof600℃foralongtime,andtherelatedmechanicswasalsoresearched.Di

5、fferentkindsofadhesivewerecomparedwitheachother.Thecoatingwaspreparedbyaddingceramicaggregatetoit,withtheadhesivebaseofphosphoricacidintheinorganicadhesive,tailor-madecopperoxide,andaluminumdihydrogenphosphate.Intheory,doublecoatinghasdeterminatesuperioritycomparingtothesingleco

6、ating.Sodoublecoatingwaschoseninthecoatedprocess,thereactionofphosphoricacidandtailor-madecopperoxidewasthemainlyadhesivebaseforbondingtransition,themodifiedadhesiveofcupricphosphatewasinvestigated,thedispensationofbondingtransitionwasobtained,withtheoptimalthicknessof0.2mm.Ther

7、elationbetweenAl/PO4molratiosolublenessandthequantityofphosphoricacidandRioponewasgainedintheexperiment.Thesurfacecoatingwasoptimizedusingtheuniformdesignmethod,withthemainindexofabradability.Bytakingthisintoconsideration,therecipeofthesurfacecoatingwasobtained;theheattreatingso

8、lidificationsuitableforthiscoatingwasalsoestabl