tiolt2gt复合涂层制备工艺及其电热性能研究

《tiolt2gt复合涂层制备工艺及其电热性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要曼IIIIII--／曼!!曼寰曼曼曼!!!曼!曼!!曼!!曼!!!!!!!曼!蔓曼曼!!曼曼曼!曼曼曼曼曼!曼!!曼曼曼!曼曼!曼曼摘要陶瓷加热辊相对于传统的油、水和蒸汽加热辊具有加热均匀、控温容易、减少设备维修费用和停工时间、节能降耗、操作安全并且能获得与高成本的感应加热辊相同的性能。陶瓷加热辊在整个行业的推广使用有可能提高全行业的生产率，降低成本，并大量节省能耗。美国只有如AmericanRollerCompany的个别公司在研究开发，国内尚无相关的研究。本文设计了陶瓷涂层加热体系，采用9M等离子喷涂设备成功制备了Ti02作为加热层、A1203作为绝缘层的陶瓷

2、加热辊。通过调整喷涂过程中的氢气流量、喷涂电流、涂层厚度和热处理温度来研究Ti02涂层的导电性的影响因素，并运用光学显微镜(0M)、X．射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱(XPS)等测试手段分析了涂层中的微观组织结构、相结构和表面化学态，综合评价了等离子喷涂Ti02涂层的导电机理。同时采用了通电加热的方法研究了Ti02陶瓷加热辊的电热性能及失效模式。本论文的主要成果如下：(1)设计了陶瓷涂层加热体系并采用9M等离子喷涂设备研制出了实验室可以通电加热到最高接近400℃，在低温下(150℃)持续通电的陶瓷涂层加热辊。为新型、高效、节能的陶瓷涂层电加热辊的应用提供了指导。

3、(2)系统研究了喷涂过程中氢气流量、喷涂电流、涂层厚度以及后热处理对Ti02涂层导电性能的影响规律，从而得出氢气流量是影响Ti02涂层导电性能的主要因素。随着氢气流量的增加，涂层的导电率增加；喷涂电流对涂层导电性有一定影响，试验条件下电流为500A时Ti02涂层的电导率最大；随着厚度增加涂层的导电率降低。三者的影响都在一定范围内较显著。高温的后热处理会显著降低涂层的导电率。(3)分析得到等离子喷涂Ti02涂层电阻率与温度呈指数式的关系。Ti02的n型半导体特性是因为喷涂过程中产生了点缺陷，生成了还原性化合物Ti02．x。F．色心的生成会导致涂层颜色变深。(4)通过对加

4、热辊低温(150。C)加热，获得了试验条件下不同氢气流量制备的加热辊150℃以下达到预定加热温度所需功率。并通过加热的连续性、波动性和重复性证明了等离子喷涂Ti02涂层低温加热的稳定性‘。通过失效现象分析证明了陶瓷涂层加热辊的失效类型和失效机制。关键词Ti02；陶瓷涂层；导电性：加热辊；等离子喷涂ABSTRACTComparedwithtypicaloil，waterorsteamheaterroller,ceramicheaterrollercouldprovideprecisetemperatureuniformity,easytemperaturecontrol

5、，handlingsafetyandlowenergyconsumptiontoreducethemaintenancecostanddowntime．Ceramicheaterrolleralsohasthecomparativepropertytoinductionheaterroller．Thegeneralizationofceramicheaterrollerinthewholeindustrywouldprobablyincreaseproductivity,decreasecostandsaveenergy．InAmerica，therearefewco

6、mpaniessuchasAmericanRollerCompanyresearchingceramicheaterroller．Therearealmostnostudiesinourcountry．Inthispaper,ceramicheatingsystemwasdesignedandceramicheaterrollerswithTi02asheatinglayerandA1203asinsulatinglayerwereproducedbyatmosphericplasmasprayingsystem．H2flow,sprayingcurrentcoati

7、ngthicknessandheattreatmenttemperaturewereadjustedtoresearchtheinfluencingfactorsontheelectricalconductivityofTi02coatings．Opticalmicroscope，XRD，XPSandtwo—pointprobemethodwereappliedtoanalyzingmicrostructure，phasecomposition，surfacechemicalstateofTi02coatings．Theresultshowedtha