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1、耐高溫防腐涂料防腐機理分析------志盛威華防腐涂料研發(fā)部耐高溫腐蝕是指材料在高溫下與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致材料變質(zhì)的現(xiàn)象稱為高溫腐蝕（HighTemperatureCorrosion）。高溫又是指對高于金屬指再結(jié)晶溫度以上，即大約在0.3～0.4倍材料熔點以上的溫度，大體上溫度要在380℃以上的高溫環(huán)境。耐高溫抗腐蝕涂料是指涂層耐高溫，抗氧擴散，抗腐蝕介質(zhì)擴散，封閉效果好，抗腐蝕，能很好的保護基體不被氧化腐蝕。文中指的耐高溫防腐涂料測試是以北京志盛威華公司耐高溫防腐涂料，數(shù)據(jù)具有針對性，數(shù)據(jù)不代表其他耐
2、高溫防腐涂料數(shù)據(jù)。耐高溫腐蝕方式主要是氧化腐蝕為主，兼顧其他腐蝕。高溫腐蝕的機理是取決于液體介質(zhì)和固態(tài)金屬之間的作用：物理溶解，化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕大體三種腐蝕，腐蝕的介質(zhì)是單質(zhì)（O2、Cl2等），非金屬化合物（H2O、CO等），金屬氧化物（MnO3、V2O5等），金屬鹽（NaCl、Na2SO4等）和腐蝕性固態(tài)顆粒沖刷下的腐蝕等。變形金屬加熱時組織和性能變化示意圖志盛威華多年高溫防腐涂料研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，氧化腐蝕是高溫腐蝕中最常見的一種形式，熱力學(xué)表明，幾乎所有的金屬（除Pt、Au等）在大氣環(huán)境中都有自發(fā)發(fā)生氧化的傾向，
3、氧化的損耗占鋼產(chǎn)量的7～10％，高溫腐蝕涉及的范圍很廣新的高科技時代，為提高效率，許多裝備要提高運行溫度，許多新技術(shù)需要在高溫下實現(xiàn)，如：鍋爐、反應(yīng)釜、內(nèi)燃機、渦輪發(fā)動機等，特高溫環(huán)境多集中在冶金、石油、航空航天等部門設(shè)備部件上。金屬高溫氧化的熱力學(xué)基礎(chǔ)公式熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明，自然界中絕大多數(shù)金屬氧化物的DG均為負值，即使在常壓條件下PO2=2.13×104Pa,注意除以標準大氣壓P0下，DG比DG?稍正，但仍為負值。常態(tài)下，氧化反應(yīng)的隨溫度升高有由負向正變化的趨勢，即金屬自發(fā)氧化的趨勢隨溫度上升而減小，這與人們的直覺相反
4、，然而這正是金屬冶煉要在高溫下進行的熱力學(xué)依據(jù)。常溫下絕大多數(shù)金屬氧化物的分解壓遠小于大氣中氧的分壓，即在此狀態(tài)下金屬都有自發(fā)氧化的趨勢隨著溫度的升高，金屬氧化物的分解壓增大，金屬自發(fā)氧化的熱力學(xué)趨勢減小，調(diào)節(jié)體系氧分壓能夠改變金屬的自發(fā)氧化熱力學(xué)傾向，根據(jù)這一原理可以實施金屬的可控氣氛熱處理。金屬高溫腐蝕標準吉布斯自由能－溫度關(guān)系圖金屬高溫氧化的基本過程分為兩個方式，物理吸附階段：O2向O2/MO界面擴散，發(fā)生物理吸附，其吸附熱<25J/mol?；瘜W(xué)吸附階段：O2分解成原子氧，發(fā)生化學(xué)吸附變成O-，最終形成O2-在M
5、O/M界面，金屬M電離成M2＋。耐高溫腐蝕為了維持反應(yīng)的進行，必須有兩種遷移O2-和M2＋通過氧化膜的遷移，遷移的存在形式通過晶格擴散，T較高，通過晶界擴散，T較低，同時通過晶格、晶界擴散，如Ti、Zr等在中溫區(qū)（400～600℃）長時間氧化時。金屬在高溫下氧化反應(yīng)速率通常以單位時間內(nèi)氧化膜的生長厚度表示（dy/dt），高溫下的金屬氧化的動力學(xué)曲線大致遵循直線、拋物線、立方、對數(shù)及反對數(shù)五種規(guī)律。高溫下金屬氧化時，若不能生成氧化膜，或在反應(yīng)期間形成氣相或液相產(chǎn)物而脫離金屬表面，則氧化速率恒定不變（k），由形成氧化物的化
6、學(xué)反應(yīng)所決定。金屬高溫下氧化的規(guī)律，多數(shù)金屬和合金的氧化動力學(xué)曲線為拋物線。原因是生成致密的氧化膜，氧化速率與膜厚成反比，反應(yīng)受擴散控制。n<2，氧化的擴散阻滯并非與膜厚的增長成正比，如：應(yīng)力、孔洞、晶界對擴散的影響。n>2，擴散阻滯作用比膜增厚所產(chǎn)生的阻滯更嚴重，如：摻雜等因數(shù)。以上綜述，耐高溫涂層的溫度要高，涂層要致密，抗腐蝕性藥強，北京志盛威華公司的ZS-811耐高溫防腐涂料耐溫1700℃采用了志盛威華特制硅--氧--炭合成高溫?zé)o機再改性溶液和超微無機聚合物片狀金屬氧化物作為填料，涂層高達耐溫1800℃，涂層受熱
7、高溫后溶液和填料晶格發(fā)生交聯(lián)，致密玻璃相狀態(tài)，高溫下Tg相界穩(wěn)定，可以有效防止氧化介質(zhì)的侵入，避免氧化晶格產(chǎn)生。涂料涂層耐酸耐堿性好，硬度高，硬度高，涂層可以長期耐明火燒烤，在炙熱的火中防氧化防腐效果好?？寡醯臄U散可以達到90%以上，ZS-811耐高溫防腐涂料耐溫1700℃中含有大量抗老化耐腐蝕因子和OH活性基團，它與填料中的活性組分及鋼鐵、或是其他材質(zhì)活性表面快速交聯(lián)反應(yīng)，生成三維結(jié)構(gòu)的無機聚合物防腐涂層，將涂層與基體連成一體，形成具有電化學(xué)保護和物理屏蔽作用的耐熱高溫防腐涂層，特別適用于工作在高溫，腐蝕環(huán)境下的鋼鐵
8、、或是其他材質(zhì)結(jié)構(gòu)的長效高溫下防護。?高溫火焰下的硫的腐蝕的要求更高，ZS-811耐高溫防腐涂料耐溫1700℃可以在高溫環(huán)境中保護基體防腐腐蝕，抗氧化，致密封閉，耐磨保護等作用，涂層穩(wěn)定性高，在高溫環(huán)境下會與其他活性分子反應(yīng)，使用壽命長。高溫防腐涂料在航天航空、石油石化、冶金、電力、軍隊系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用，適用于煙囪煙道、窯爐、高爐、
