硅酸锆粉体合成及其涂层制备的研究

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1、浙江丁业人学硕士论文硅酸锆粉体合成及其涂层制备的研究摘要硅酸锆的化学式为ZrSi04，属四方晶系，为岛状结构的硅酸盐矿物。硅酸锆因具有高熔点、低热导率、低膨胀系数、优良的化学及相稳定性等特点，广泛用于耐火材料和锆基颜料。同时烧结的硅酸锆具有极好的抗热震性，所以也是高温结构陶瓷的重要候选材料。另外，硅酸锆微米级涂层具有化学稳定性好、能耐酸碱和有机溶剂、机械强度大、抗微生物能力强、耐高温等特点。因而被应用于金属材料在腐蚀环境中的表面保护。本课题主要研究使用溶胶凝胶法合成硅酸锆，通过选择合适的矿化剂，成功地将硅酸锆的合成温度由1400。C降低N800'c，得到了高纯度的硅酸锆粉体；本课题还进

2、一步研究了烧结温度、反应时间和前驱物配比对硅酸锆粉体合成率的影响，得出了最佳工艺条件。本课题研究微乳液法合成硅酸锆，利用水／壬基酚聚氧乙烯醚(TritonX。10)／环己烷所形成的W／O型微乳液获得TZrSi04前躯体，通过高温烧结获得了硅酸锆粉体。因为使用了微乳液法制备控制了粉体的粒径及其分布，降低了烧结温度。本课题研究了通过等离子喷涂方法在工业纯钛表面制备ZrSiO,涂层的工艺方法，制得了厚度约O．5mm的ZrSi04涂层。但涂层存在较多空隙。涂层经激光照射处理，表面空隙度减少，涂层密实化。本文还研究了在工业纯钛表面用电泳法沉积ZrSi04涂层的最佳工艺方法：丙酮与乙醇体积比为1：

3、3，沉积电压为30V／cm，沉积时间为4分钟。涂层经不同温度的高温热处理后，具有优良的耐酸腐蚀性能。关键词：硅酸锆，溶胶．凝胶法，矿化剂，微乳液，表面活性剂，涂层浙江工业大学硕士论文AStudyontheSynthesisofZrSi04PowderandthePreparationofZrSi04CoatingABSTRACTZirconiumsilicate，ZrSi04，istheislandstructureofsilicateminerals．Ithasthepropertiesofhighmeltingpoint、lowheatconductivity、lowexpansi

4、oncoefficient、excellentchemicalandphasestability．Itiswidelyusedinrefractory,pigmentandceramicindustries．Sinteredzirconiumsilicatehasexcellentthermalshockresistance，SOitisanimportantcandidatematerialforhightemperaturestructuralceramics．ithasbeenappliedtoprotectingthesurfaceofmetalmaterialsintheco

5、rrosiveenvironment．Inthisthesis，synthesisofzirconiumsilicatebynewchemicalroutesandpreparationofzirconiumsilicatecoatingontitaniumhavebeenstudied．Onestudiedrouteofzirconiumsilicatesynthesisissol—gelmethod．Bychoosingasuitablemineralizer,zirconiumsilicateprecusorwassynthesized．Highpurityzirconiumsi

6、licatewasobtainedbyfiringtheprecusorat800℃whichismuchlowerthantheordinarysynthesistemperature(1400。C)．浙江工业人学硕士论文Anotherstudiedsynthesisrouteismicroemulsionmethod．ZrSi04precursorwassynthesizedbyreactioninaW／Omicroemulsionmadebywater／TX-10／cyclohexane．Theprecusorwasthenheattreatedathightemperature

7、toobtainzirconiumsilicate．Theuseofmicroemulsioncancontroltheparticlesizeandthedistributionofthefinalpowder．Themicroemulsionroutealsohasrelativelowfiringtemperature．ZrSi04coatingsontitaniumsubstrateswereobtainedbyPlasma—spray