等离子喷涂参数对 TiB2可湿润阴极涂层沉积效率的影响.pdf

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1、第４１卷第３期Ｖｏｌ畅４１Ｎｏ畅３２０１６年３月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｒｃｈ２０１６等离子喷涂参数对TiB可湿润阴极涂层沉积效率的影响2１１１２彭如振，李荣兴，俞小花，谢刚（１．昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明　６５００９３；２．云南冶金集团，云南昆明　６５００３１）摘要：采用大气等离子喷涂（ＡＰＳ）在石墨质碳阴极材料上沉积ＴｉＢ２可湿润性阴极涂层。研究了喷涂工艺参数对涂层沉积效率的影响。结果表明，涂层沉积效率随喷涂距离的增加而增加，随主气流量、喂料速率和喷涂功率增加呈现出先增加后减少的趋势，随粉末尺寸的减少而增加。最佳工艺参数为：喷涂距离８０ｍｍ，主气流

2、量１９００Ｌ／ｈ，送粉气流量（Ａｒ）１２０Ｌ／ｈ，喂料速率２７．３４ｇ／ｍｉｎ，喷涂功率３５．８ｋＷ，颗粒直径（d５０）≤３７．４μｍ，该条件下涂层沉积效率为６７．２６％。该ＴｉＢ２涂层在２２０ｋＡ铝电解槽上应用，槽稳定后铝液中Ｔｉ含量为０．００２１ｗｔ％。关键词：等离子喷涂；ＴｉＢ２涂层；沉积效率中图分类号：TG174．44文献标志码：A文章编号：0254-6051（2016）03-0037-06EffectofatmosphericplasmasprayingparametersondepositionefficiencyofTiB2wettablecathodecoating１１１

3、２ＰｅｎｇＲｕｚｈｅｎ，ＬｉＲｏｎｇｘｉｎｇ，ＹｕＸｉａｏｈｕａ，ＸｉｅＧａｎｇ（１．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００９３，Ｃｈｉｎａ；２．ＹｕｎｎａｎＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＧｒｏｕｐＣｏ．，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｉＢ２ｗｅｔｔａｂｌｅｃａｔｈｏｄｅｃｏａｔｉｎｇｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｇｒａｐｈｉｔｉｆｅｒｏｕｓｃａｔｈｏｄｅｃａｒｂｏｎｂｌｏｃｋｂｙａｔｍｏｓｐｈｅｒｉ

4、ｃｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇ（ＡＰＳ）．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅＴｉＢ２ｃｏａｔｉｎｇｗａｓｅｘａｍｉｎｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＴｉＢ２ｃｏａｔｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓｐｒａｙｄｉｓｔａｎｃｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｌａｓｍａＡｒｇａｓｆｌｏｗ，ｐｏｗｄｅｒｆｅｅｄｒａｔｅａｎｄｐｏｗｅｒ，ｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｆｉｒｓｔｉｎｃｒｅａｓ

5、ｅａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｐｏｗｄｅｒｓｉｚｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅ８０ｍｍｆｏｒｓｐｒａｙｄｉｓｔａｎｃｅ，１９００Ｌ／ｈｆｏｒｐｌａｓｍａＡｒｇａｓｆｌｏｗ，１２０Ｌ／ｈｆｏｒｃａｒｒｉｅｒＡｒｇａｓｆｌｏｗ，３５．８ｋＷｆｏｒｐｏｗｄｅｒ，２７．３４ｇ／ｍｉｎｆｏｒｆｅｅｄｒａｔｅ，≤３７．４μｍｆｏｒｐｏｗｄｅｒｓｉｚｅ（d５０），ｕｎｄｅｒｗｈｉｃｈ，ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｕｐｔｏ６２．７％．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅＴｉＢ２

6、ｃｏａｔｉｎｇｉｎ２２０ｋＡａｌｕｍｉｎｕｍｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｃｅｌｌｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｉｎｍｏｌｔｅｎａｌｕｍｉｎｕｍｉｓ０．００２１ｗｔ％．Keywords：ｐｌａｓｍａｓｐｒａｙｉｎｇ；ＴｉＢ２ｃｏａｔｉｎｇ；ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ目前，现代铝电解技术Ｈａｌｌ-Ｈéｒｏｕｌｔ法是工业铝生成分，易与钠作用引起涂层膨胀，造成涂层失效；且产的唯一方法，自１８６６年至今已有一个半世纪，取得ＴｉＢ２比较昂贵，该涂层较厚（约１０ｍｍ），成本较高。了巨大发展。随着时代发展，人们对环境和节能提出其他制备ＴｉＢ２涂层的方法有等离子

7、喷涂、电沉积、了更高的要求，铝电解工业在节能（１４０００～１５０００Ａｌ２Ｏ３凝胶法、物理或化学气相沉积等。ｋＷｈ／ｔ）和环保方面还有些不足，惰性阳极＋可湿润性等离子喷涂技术在表面改性技术中具有独特的地阴极技术的开发被寄予厚望，解决Ｈａｌｌ-Ｈéｒｏｕｌｔ法存在位，能够制备厚度大于１００μｍ的涂层，有比ＰＶＤ，［１-２］［３-４］［１４-１５］的不足，使能耗降到１００００～１１０００ｋＷｈ／ｔ，特ＣＶＤ和电镀等表面技术更高应用比例，