[发明专利]一种四元复合陶瓷涂层配方及其制备方法

说明书

本发明公开了一种四元复合陶瓷涂层配方，按质量份数计，所述配方包含Al₂O₃:0.1～80份；Cr₂O₃：0.1～66份；TiO₂：0.1‑60份；SiO₂：0.1‑60份。优选配比为：按质量份数计，包含Al₂O₃:60份；Cr₂O₃：26份；TiO₂：8份；SiO₂：6份。本发明还公开了所述涂层的制备方法。本发明通过调控陶瓷涂层中Al₂O₃含量，实现了低Cr含量，使涂层从气孔率、硬度、结合力、电化学腐蚀性能及磨损性能的优化，而且对环境影响小。从制备方法上，通过等离子喷枪对基体进行预热，减小了涂层材料与基体间的温差，有利于增强涂层的硬度、结合力，从而达到提高涂层性能的目的。

技术领域

本发明属于陶瓷材料应用技术领域，具体涉及一种四元复合陶瓷涂层配方及其制备方法。

背景技术

石油及其相关产物在工业发展中占有重要地位，石油也因此被称为“工业的血液”。石油的输运依赖于公路、铁路、航空及石油管道等运输方式，其中油气输运管道因建设周期短、运输成本低、安全系数高、连续高效、无污染、可穿过各种区域、占地量小、转运环节少等原因，成为目前应用最为广泛的石油及相关工业产物的输运方式之一。优异的管道质量是保证油气输运安全可靠的前提。目前常用的输运管道多为金属管材，为提高管道的耐腐蚀性及抗磨损性能，常采用有机涂层防护、电化学保护技术、添加缓蚀剂与合理的防腐抗磨等工艺设计，其中有机涂层(如二/三层聚乙烯PE、二/三层聚丙烯PP、环氧粉末、聚氨酯)加缓蚀剂(如咪唑啉)保护是-最普遍的方法。但有机涂层易变质老化，电化学保护需建立较多电流基站，缓蚀剂难以除净，基于以上问题，进一步探索改善、改进油气管道的防护工艺与措施，提供简单环保、成本低廉、效果可靠、便于维护的防护途径是一项具有非常重要的理论和现实意义的研究工作。

热喷涂技术是一种将熔化或半熔融状态的喷涂材料通过高速气流使其雾化喷射至零件表面的表面改性方法，通过热喷涂技术能够制备出优于基体性能的表面功能涂层，赋予材料表面耐腐蚀、耐磨损、抗高温氧化、抗疲劳等优异性能。等离子喷涂技术作为热喷涂技术中的一种，因具有焰流温度高、基体热影响小、涂层平整、厚度可控、孔隙率低、杂质含量少、喷涂参数可优化、喷涂材料种类广等优点而成为制备高熔点涂层材料最常用的工艺。将高性能陶瓷作为喷涂材料，采用等离子喷涂技术将金属材料的韧性与陶瓷材料的抗腐蚀性、耐磨性、高硬度、强绝热、低线膨胀系数、无污染性等优点相结合，可满足设备及其部件在苛刻条件下的使用。近年来，该技术逐渐应用于石油工程领域，在机械装备与设备器件的修复、强化、防护方面取得了良好的效果。

但现有陶瓷材料所呈现性能各异，所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性并不能完全满足品质需求。因此对陶瓷材料的性能研究仍然是本领域技术人员的研究热点。

发明内容

针对本技术领域所存在技术问题，本发明目的在于提供一种四元复合陶瓷涂层配方及其制备方法。本技术方案主要是通过调控Al₂O₃含量以得到性能最优的四元复合陶瓷涂层。

为实现发明创造，具体提供了如下所述技术方案：

1.一种四元复合陶瓷涂层配方，按质量份数计，包含Al₂O₃:0.1～80份； Cr₂O₃：0.1～66份；TiO₂：0.1-60份；SiO₂：0.1-60份。

优选的，按质量份数计，包含Al₂O₃:60份；Cr₂O₃：26份；TiO₂：8份； SiO₂：6份。