让涂层具有高防腐耐高温的材料有哪些？

  如果用于工业的高防腐耐高温材料，能了解下火火烈鸟的T系列铁基高温重防腐涂料。

  深海钻头不仅需要承受海水和钻井液的腐蚀，还需要具备耐磨性。高熵合金涂层具备极其重大的经济意义和工程应用价值，有关高熵合金块料、零件的热处理研究较多，但高熵合金涂层的热处理研究较少。中国地质大学、哈尔滨工程大学、中国地质科学院勘察技术研究所采用冷喷涂（CS）和高速氧燃料喷涂（HVOF）制备了两种 CoCrFeNiMn 高熵合金涂层，对其热处理工艺进行了研究。

  用于冷喷涂（CS）和高速氧燃料喷涂（HVOF）的CoCrFeNiMn 高熵合金粉末粒度范围分别为10-30μm和30-60μm。形貌如上图1，成分如下表1

  大小为50 mm×15 mm×5 mm的基体材料为35CrMo合金结构钢。在其表面制备了厚度约300 μm的CS高熵合金涂层和厚度约250 μm的HVOF高熵合金涂层。CS和HVOF的详细工艺参数见表 2

  两种喷涂技术制备的CoCrFeNiMn高熵合金涂层的热处理环境为真空，热处理在HTVO-1200真空退火炉中进行，压力小于10 -4 Pa 。热处理温度设置为 500 °C、700 °C 和 900 °C。升温速率为10℃/min，保温2h。最后，样品在炉中冷却至室温。

  图 2显示了 CoCrFeNiMn 高熵合金粉末的 XRD 图谱。该粉末在(111)、(200)和(220)处具有三个主峰，分别出现在2θ = 43.7°、51.6°和74.5°附近。这是单相FCC的特点。此外，真空雾化过程中的非平衡状态是形成简单固溶体相的另一个因素。表明采用真空雾化法制备的CoCrFeNiMn高熵合金粉末的元素分布较为均匀，证实了粉末成分与原子组成非常接近。

  图 3为未经热处理的 CS 和 HVOF 制备的 CoCrFeNiMn 高熵合金涂层的 XRD 图谱。根据结果得出，CoCrFeNiMn高熵合金的晶体结构仍为FCC相，与粉末相一致。HVOF涂层中FCC相的峰值高于CS涂层。有必要注意一下的是，由于不同原子尺寸引起的晶格畸变，CS涂层的峰强度发生明显的变化，但仍保持FCC结构，没发生相变。然而，HVOF涂层在2θ = 25.6°和30.2°处出现了一些富铁和富铬氧化物的新峰，表明热喷涂过程中发生了部分氧化。

  图 4为 CS 和 HVOF 制备的 CoCrFeNiMn 高熵合金涂层在不一样的温度下热处理后的 XRD 图谱。根据结果得出，CS 和 HVOF 合金涂层经过热处理后，所有取向 FCC 相的主峰均变宽，强度明显提高。这主要是由于热处理引起的晶粒细化、不利的结晶度和晶格畸变。此外，如图4a所示，CS过程中高熵合金原料粉末与基体的碰撞不可避免，导致合金粉末塑性变形严重，应变率高，FCC相变相到FCC相和B 2相发生。如图所示图4b，HVOF涂层在热处理后产生尖晶石和Cr 2 O 3相。此外，随着热处理温度的升高，Fe 和 Mn 氧化物的峰值继续增加。其中，500 ℃是再结晶形核开始的温度点，因此产生了一些纳米晶，但在此温度下晶粒不生长，导致FCC峰变宽。

  图 5 a、b 是 CS 涂层的横截面形貌。两条红色虚线的中间是涂层。涂层与基体结合良好，CoCrFeNiMn 高熵合金的 FCC 相容易变形。由于粉末的剧烈塑性变形，能够得到高硬度和高强度。此外，能够得到致密的涂层。灰色处理后涂层孔隙率约为1.1%。涂层中存在少量裂纹和凹坑，这可能是由于合金粉末与基体碰撞时速度和应变率降低所致。图 5c,d 是 HVOF 涂层的横截面形貌。粉体熔融度好，空隙率1.4%左右。与CS涂层相比，孔隙率更高，在未完成金属连接的区域形成一些气孔或微裂纹。这些区域可以是熔化区和未熔化区的分离位置。

  图6显示了CS涂层和HVOF涂层沿横截面的显微硬度分布曲线。CS制备的CoCrFeNiMn高熵合金涂层的平均硬度为317.1 HV 0.1，最大硬度为324.7 HV 0.1，高于基体和HVOF涂层。此外，CS涂层与基材的结合强度更好。基体硬度的增加是由于喷砂效应结合强度的增加。

  图7为CS和HVOF制备的CoCrFeNiMn高熵合金涂层及不一样的温度热处理后的显微硬度分布曲线 °C 时达到最高硬度，CS 涂层为487.6 HV 0.1 ，HVOF 涂层为 352.4 HV 0.1。在 700 °C 和 900 °C 时，两种涂层的硬度均低于室温下的硬度。这是因为500℃的热处理使涂层在再结晶晶粒中形成由纳米孪晶组成的异质结构，变形区出现高密度位错。当退火温度超过500℃时，涂层呈现完全再结晶结构，屈服应力降低，硬度降低。

  如图8所示，涂层的 EDS 图（彩色右图）是根据中间的图像获得的。500℃真空热处理后的CS和HVOF涂层表面比较平整，与室温下一致。在 700 °C 真空热处理后，涂层的微观结构恢复并再结晶，导致涂层的树枝状宏观结构. 在900℃时，涂层表面的富集更明显。由于成分不同，树突核区域比树突核区域更暗，这两个区域的差异来自于核化效应。显微组织由富含 Ni 和 Fe 的枝晶核区和富含 Cr 和 Mn 的枝晶区组成。两个区域的微观结构均由 FCC 和 B 2析出物组成。树枝状核区的微观结构由具有共晶结构的 B 2析出物和 BCC 析出物组成，而树枝状区的微观结构由 FCC 基体和 B 2析出物组成。

  图 9显示了通过电子背散射衍射 (EBSD) 取向显微镜对 CS 和 HVOF 涂层进行物相分析的结果。图 9 a、b 是相应的 CS 涂层横截面的 SEM 照片，图 9c,d 是相应的 HVOF 涂层横截面的 SEM 图像。CS 和 HVOF 涂层的 BCC 相富含镍。高熵合金的位错密度和应力对应于较低比例的无指数黑点。与 HVOF 涂层相比，CS 涂层的高度变形显着降低了 IPF 图的指标质量。CS涂层相对较小的晶粒尺寸可能是由于动态加载过程中位错的过度移动和相互作用。CS处理对CoCrFeNiMn高熵合金晶粒有着非常明显的细化作用，颗粒在冲击过程中由于动态惯性效应和绝热变形而严重变形。在高应变塑性变形的同时，晶体界面位错增多。位错密度也增加形成位错胞，粗晶细化为亚晶。在粒状材料发生最大塑性变形的局部界面区域，在绝热加热和塑性变形的共同作用下发生动态再结晶，使亚晶进一步细化为超细晶粒。HVOF涂层晶粒较大，热处理后会出现退火孪晶。然而，即使是粗晶粒也具有不规则的形状和许多弯曲的边界。随着热处理温度的升高，再结晶晶粒尺寸和显微组织粗化速度均增加，导致显微组织更加均匀，双晶界比例增加。由于CoCrFeNiMn高熵合金良好的耐热性，超音速火焰喷涂涂层保留了大部分完整的晶粒，且晶粒之间比较靠近。

  图 10是 CS 和 HVOF 高熵合金涂层的 TEM 选区衍射图。CS涂层没发生相变，是典型的FCC相。选择晶相和沿带轴 [011] 和 [0-1-1] 电子衍射图的孪晶证明了孪晶结构的存在（图 10 c、d）。

  图 11显示了 CS 和 HVOF 高熵合金涂层的 TEM 微观形态。CS涂层中存在FCC和B2相，而HVOF涂层中也存在除FCC外的第二相（图11a）。HVOF 涂层具有 FCC 孪晶结构和大量由孪晶处的应力引起的剪切带（图 11b）。FCC中存在的部分孪晶结构相互作用形成交叉结构，交叉效应可能会影响高熵合金的力学性能。

  图12为CS和HVOF制备的CoCrFeNiMn高熵合金涂层与不一样的温度热处理涂层的摩擦系数曲线。CS涂层和HVOF涂层的摩擦系数相对来说比较稳定。RT 和 500 °C 热处理的 CS 涂层的摩擦系数在前 200 s 内相比来说较低，这是由于 CS 涂层上的氧化膜（如 Cr 2 O 3和CoO）相对500 ℃以下致密，且未被高温相析出物破坏，钝化膜抑制了Cl -的腐蚀行为。 RT、500 °C 和 700 °C 热处理 HVOF 涂层的摩擦系数非常相似。在500 s的摩擦磨损实验中，900℃热处理的HVOF涂层的摩擦系数有明显的上涨的趋势，这可能是由于涂层硬度相比来说较低所致。从图12能够准确的看出，曲线可大致分为两个阶段：磨合阶段和稳定阶段。其中，CS-500涂层的COF值变化最明显。它在磨合阶段飞速增加，然后迅速下降到稳态值。原因是表面粗糙度不同，摩擦过程随着接触面的变化而不断调整。在磨合期间，接触面的凹凸被压碎，接触面积增加。在稳定期，氧化层的形成与去除形成动态平衡，摩擦系数在一些范围内波动。初始峰值后的迅速下降来自摩擦过程中低剪切转移膜的形成。700℃和900℃热处理后两种涂层的表面硬度均会降低，原因是表面产生了软的FCC基体和B2析出物，氧化层破裂。这使得涂层在开始时无法抵抗耦合部分的法向载荷和剪切力，因此导致COF值相对来说比较稳定。在900 s内，由于HVOF-900 °C表面产生大量孔洞，COF值继续增大，是磨痕横截面体积最大的根本原因。孔洞使得钻井液中的微小颗粒对涂层造成更严重的三体磨损，这也与下一部分对磨痕微观形貌的表征相吻合。此外，基材的摩擦系数约为0.35，高于涂层。

  图 13显示了 CS 和 HVOF 制备的 CoCrFeNiMn 高熵合金涂层和热处理涂层在不一样的温度下的磨损截面体积。两种涂层的磨痕体积基本随硬度的变化而变化。500℃热处理后，两种涂层的硬度均达到最大值，磨痕体积比较小。CS涂层的磨损深度约为-6.8μm，而HVOF涂层的磨损深度约为-8μm。在900℃热处理涂层的磨损深度对比中，CS涂层的磨损程度也低于HVOF涂层。

  图 14显示了在不一样的温度下热处理的 CS 和 HVOF 涂层的磨损量和磨损率。总的来说，两种涂层的变化是比较一致的。未经热处理的两种涂层的磨损率非常接近，分别为0.2952 mm 3/ m N和0.3016mm 3/ m N。CS-500 °C 涂层的磨损率为 0.2152 mm 3/ m N，约为 4/5 (0.2651 mm 3/ m N) 的 HVOF-500 °C 涂层。CS涂层的滑动耐磨性优于HVOF涂层。经500℃热处理后，HVOF涂层和CS涂层硬度增加，内应力减小，耐磨性更好。高温热处理（700、900℃）导致晶粒粗化，以此来降低硬度和耐磨性。HVOF-900℃涂层的磨损率最高，约为CS-900℃涂层的1.1倍。基底的磨损量和磨损率分别为0.0275 mm 3/ m N和0.4534mm 3/ m N。这也说明经过合理的热处理后涂层能够对基体起到保护作用。

  为分析CS和HVOF制备的CoCrFeNiMn高熵合金涂层及热处理涂层在不一样的温度下的磨损机理，采用SEM和EDS对磨损形貌进行了表征。图 15显示了 CS 涂层在不同热处理条件下的 SEM 磨损形貌和 EDS 光谱分析。涂层的 EDS 图（彩色右图）是根据每行的第三张图像获得的。两条黄色虚线的中间是磨损区域。常温CS涂层磨损面存在大量沟槽，沟槽深度不均（图15b,c）。EDS也可见少量Si元素富集，富集区域与SEM深沟位置一致。这说明涂层磨损面上的沟槽是由涂层与反磨球之间的磨粒磨损以及反磨球与钻井液中石英砂之间的三体磨损造成的。此外，涂层表面还出现剥落凹坑，表明发生了疲劳磨损。这是由于在摩擦磨损实验过程中，反磨球被压入涂层，使涂层承受复杂的交变应力载荷，以及涂层材料本身的脆性。 500℃真空热处理后，由于少量FCC相的存在，CS涂层硬度增加，晶粒细化，晶格常数增加，晶格畸变（图15f,g)。深沟面积明显减少，但三体磨损区任旧存在。涂层磨损表面部分氧化区域与Si元素富集区域高度重合，这可能是由于摩擦磨损实验过程中钻井液中的石英砂导致涂层出现裂纹和剥落。对于常温涂层，涂层的高硬度可以抵抗一定的磨粒磨损和疲劳磨损。但经过700℃和900℃真空热处理后，由于CS涂层硬度下降，加剧了涂层表面的反磨球和石英砂的磨粒磨损，裂纹扩展导致涂层的剥落。

  图 16显示了 HVOF 涂层在不同热处理条件下的 SEM 磨损形貌和 EDS 光谱分析。两条红色虚线的中间是磨损区域。钻井液中涂层、反磨球和石英砂之间的三体磨损仍是主要磨损机理。由于HVOF涂层是传统的热喷涂层状结构，剥离现象比CS涂层更明显。图 16中的 EDS 结果d表明除Fe和Cr元素外，还存在O和Si元素的富集，表明涂层中的Fe和Cr等金属元素在真空热处理后形成了氧化层。随着滑动条件的改变，摩擦表面的接触温度即闪点温度上升，因此导致氧化磨损和粘着磨损。随着真空热处理温度的升高，涂层产生低温硬固溶体，裂纹宽度和剥落体积减小，疲劳磨损减轻，但仍出现磨粒磨损。随着线℃真空热处理后超音速火焰喷涂涂层的氧化磨损越来越明显。裂纹宽度和剥落体积增大，氧化层呈周期性生长、破裂和剥落，导致磨损率升高。

  综上所述，真空热处理前后CS和HVOF涂层的磨损机理为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损。CS涂层主要为磨粒磨损，HVOF涂层主要为氧化磨损、粘着磨损和疲劳磨损，这是由于真空热处理过程中形成氧化物和层状结构。

  热处理后，所有取向FCC相的主峰变宽，强度显著提升。两种涂层均在500℃真空热处理后达到最大硬度，CS-500℃和HVOF-500℃的维氏显微硬度分别为487.6和352.4 HV 0.1。

  两种涂层在室温下的磨损率非常接近。CS 和 HVOF 涂层的磨损率在 500 °C 真空热处理后达到最低点。经过500℃真空热处理的CS涂层由于具有最高的显微硬度而具有最好的耐磨性。700℃和900℃热处理的两种涂层的磨损率和磨损量由于显微硬度降低而降低。

  耐高温涂料就是一种能经受高温氧化和其他介质腐蚀的涂料产品，能够在高温环境下正常保持相应的作用，耐高温涂料按基料的不同，可分为有机耐高温涂料和无机耐高温涂料。有机耐高温涂料主要是有机硅类耐高温涂料，无机耐高温涂料耐温可达400~1000℃甚至更高，但其漆膜脆，硬度高，弯曲时易开裂。耐高温涂料在汽车零部件、医疗行业、半导体工艺、电子电器等领域应用广泛。下面微谱为大家介绍下关于耐高温涂料检测知识。

  耐高温涂料主要由合成树脂制成，然后加入由先进的技术制备的耐热颜料和填料，溶剂，添加剂等。耐高温涂料适用于机械，钢铁，冶金，化工，造船等行业的高温炉，烟囱，烟道排气管。

  微谱专业提供分析、检测、测试、研究开发、法规咨询等技术服务，无论您是生产企业、经销商、电商商家以及消费者，我们拥有检验测试服务团队，为您以快捷的方式完成您所需的检测报告。

  以上就是小编为大家带来的关于耐高温涂料配方分析成分分析，耐高温涂料检测的相关联的内容介绍，希望对大家能起到一定的帮助，如果您想要了解更多资讯请联系微谱客服！

  “火火烈鸟”是安米微纳新材料（广州）有限公司旗下运营的特种涂层材料项目品牌，项目团队历经3年系统研发，成功量产“铁基高温重防腐涂料TN700”。

  该产品可承受500℃至20℃水冷热冲击10次以上不脱落、开裂、变色，同时涂层可承受800℃的高温，耐温时效大于2000小时。

  不仅如此，该产品属于无机玻璃态材料，环保无污染，涂层具有抗氧化、耐酸碱，耐盐雾和耐紫外光的特点，在各种各样的环境中稳定，可长期使用。

  适用于各种铁金属基材：低碳钢、铸铁、不锈钢及铁合金等，经过喷涂、高温熔接之后，实现涂层的抗热震、耐高温、耐刮、耐酸碱、高硬度、高附着力、高耐候的功能需求。

  铁可以防水防油污和泥污吗？纳米涂层可以让铁表面不沾水，泥污从铁表面滑落，油渍油污不渗透，让铁不容易生锈，铁表面有易清洁的性能。纳米涂层无色透明，让铁可以疏水疏油，增加耐酸碱，耐腐蚀的性能，安全环保。

  我们知道，生锈是氧化反应，当铁和水和氧气反应形成氧化铁的时候，我们就称之为铁锈。所以，铁生锈是需要一定的条件的，当没有空气或者水的时候，铁是不会生锈的。

  纳米涂层可以在铁的表明产生一个隐形的密封涂层，隔绝水和空气，也就对铁起到保护的作用。

  在测试的过程中，我们准备了两块铁片，一块做了纳米涂层，一块没有做涂层。我们倒下水，没做涂层的铁片有了水滴的残留，像雨水，现在一般都是酸雨，对铁片而言，是有腐蚀性的。停留的时间越长，越容易对铁片造成腐蚀。

  做了纳米涂层的铁片，水流会自己从铁片上滑落。通过这一个测验能够正常的看到，铁片减少了接触水的可能，也就减少了生锈的概率。

  另外，户外作业的设备，很容易粘上污水，我们倒上一些泥水，做了纳米涂层之后，泥水也不会粘附在铁片上，我们弄一点湿泥巴上去，湿泥巴比较粘稠，更容易粘附在铁片的表面，而做了纳米涂层之后，铁片有了防粘的表面性能，粘稠的泥巴也不容易沾在铁片上。

  土壤里有许多的矿物质和酸碱性物体，非常容易停留在铁片的表面，时间长了，就会让铁片发生腐蚀。

  最后，我们用油性记号笔做个油墨测试，普通的铁片表面，油墨非常容易就渗透进去了，而做了纳米涂层之后，铁片有了一层隐形的隔离层，油墨不容易渗透，很方便就可以清除干净。

  纳米涂层适合大多数材料，不管是我们之前操作的不锈钢，还是瓷砖，或者木头，还是石头等等，都能提高很多材料防水，防油，防渗透的性能。

  防止铁生锈有几种办法，一种是上油，比如说像自行车的链条，一种是喷漆，比如像汽车的车身面板，或者是再覆盖上一层薄薄的金属，像食品罐头上镀上一层薄薄的锡。此外，镀锌也是一种防锈的办法，像铁或者钢铁的表面涂有一层薄薄的锌，这会阻止氧气和水碰到铁基材。

  纳米涂层的主要成分是二氧化硅和酒精，二氧化硅是玻璃的原材料，安全环保。纳米涂层不含树脂成分，和玻璃一样，不怕紫外线，不会黄变，无色透明，给铁片穿上一件隐形的玻璃雨衣，能对材料表面起到非常好的保护作用。

  纳米涂层简单易操作，自己在家就能做，一天就能做好，这么好用的纳米涂层，你想到做生意的点子了吗？