[发明专利]耐高温腐蚀涂料及其制备方法以及耐高温腐蚀涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了耐高温腐蚀涂料及其制备方法以及耐高温腐蚀涂层及其制备方法。耐高温腐蚀涂料包括包括铬、镍和金属陶瓷粉，金属陶瓷粉为表面包覆铝和/或钛金属粉的陶瓷粉；陶瓷粉包括Cr₃C₂和CeO₂。本发明将包括Cr₃C₂和CeO₂的陶瓷粉与包括钛和铝的金属混合，进行高能球磨，得到金属陶瓷粉后与铬、镍混合得到耐高温腐蚀涂料；采用超音速喷涂将耐高温腐蚀涂料在基体表面经超音速喷涂得到耐高温腐蚀的涂层。本发明采用高能球磨实现金属对陶瓷的包覆，有效降低热喷涂过程中Cr₃C₂的分解，并且钛和铝熔点低，包裹在Cr₃C₂和CeO₂表面，有助于提高涂层的致密性；Cr₃C₂和CeO₂质硬，有助于提高涂层的耐烟气冲蚀性能。

技术领域

本发明属于表面防腐技术领域，尤其涉及一种耐高温腐蚀涂料及其制备方法以及耐高温腐蚀涂层及其制备方法。

背景技术

腐蚀影响范围广泛，给国民经济带来巨大的经济损失。20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后，许多权威的腐蚀学者或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。但通常还是指金属的损坏。因为金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料，所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。腐蚀给合金材料造成的直接损失巨大，并且腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。

科研工作者在材料耐腐蚀方面进行了大量研究，但是多对常规环境下的耐腐蚀性能进行了改进。

超临界火电机组以其高发电效率、有效降低燃煤用量和温室气体的排放的优势，目前已成为各国首选的火力发电机组。但是，超临界火电机组所处环境恶略，烟气侧的煤灰(主要成分为Na₂SO₄)沉积在管表面，熔盐的存在会加速腐蚀的进行，煤的含硫量高时，受热面外部沉积物的化学构成更易于促成高温腐蚀的发生。受热面管壁外部长期遭受含有大量未燃尽煤粉火焰的冲刷，使硫化亚铁(FeS₂)随煤粉颗粒或灰份粘附在管壁上，经炉内催化形成的原子S和SO₃会使受热面产生高温腐蚀；不可燃硫在高温下生成硫酸盐混入灰分中熔敷于管壁表面，导致管壁有效厚度减薄，有效承载能力下降，使基体不再具有所要求的各种良好的高温机械性能。在超超临界环境下锅炉的热腐蚀是导致机组部件失效的主要因素之一，尤其是过热器和再热器管道的烟气侧的热腐蚀。由此可见，火电站锅炉中部件表面高温腐蚀问题限制超临界火电机组的有效运行，影响超临界火电机组的广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐高温腐蚀涂料及其制备方法以及耐高温腐蚀涂层及其制备方法，本发明提供的耐高温腐蚀涂料能够确保涂层在高温含硫条件下，耐腐蚀性良好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种耐高温腐蚀涂料，包括铬、镍和金属陶瓷粉，所述金属陶瓷粉为表面包覆金属粉的陶瓷粉；所述陶瓷粉包括Cr₃C₂和CeO₂，所述金属粉包括铝和钛。

优选的，所述陶瓷粉和金属粉的质量比为(1～2)：1。

优选的，所述陶瓷粉中Cr₃C₂和CeO₂的质量比为(3～5)：1；所述Cr₃C₂的粒径为0.5～10μm，所述CeO₂的粒径为5～30nm。

优选的，所述金属粉中铝和钛的质量比为(2～4)：1；所述铝的粒径为1～3μm，所述钛的粒径为1～3μm。