Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khả Năng Chống Gỉ Của Các Lớp Phủ Gốm Phun Plasma Có Thêm Thủy Tinh Ở Các Tỷ Lệ Khác Nhau
Tóm tắt
Để cải thiện khả năng chống gỉ của các lớp phủ Al2O3-13 wt.% TiO2 (AT13) được chế tạo bằng phương pháp phun plasma, bột thủy tinh silicat CaO-MgO-Al2O3-SiO2 đã được trộn với AT13 theo các tỷ lệ khác nhau (Thủy tinh/AT13 = 0/10, 1/10, 2/10 và 3/10, theo khối lượng). Hình thái và cấu trúc của các lớp phủ đã được xác định bằng phương pháp chụp ảnh điện tử quét phát xạ/hệ quang phổ năng lượng, nhiễu xạ tia X và kính hiển vi quét laser. Khả năng chống gỉ của chúng được đánh giá qua thử nghiệm ngâm trong dung dịch ăn mòn và các thử nghiệm ăn mòn điện hóa. Kết quả cho thấy các lớp phủ composite có thủy tinh có độ rỗng thấp hơn, độ cứng vi mô cao hơn và độ nhám thấp hơn so với lớp phủ AT13 nguyên chất. Do đó, các lớp phủ có thủy tinh đã thể hiện khả năng chống gỉ tốt hơn so với lớp phủ AT13 đã được niêm phong. Thêm vào đó, lớp phủ composite với tỷ lệ thêm vào là 2/10 duy trì khả năng chống gỉ toàn diện tốt nhất với các vùng ăn mòn thấp, giá trị dòng điện ăn mòn thấp, điện thế ăn mòn cao và điện trở phân cực cao. Vì vậy, việc thêm bột thủy tinh một cách hợp lý, với các đặc tính tuyệt vời như độ nhớt thấp và độ chảy cao ở nhiệt độ cao trong quá trình phun plasma, có thể bù đắp hoàn toàn cho độ rỗng cao của các lớp phủ gốm. Việc thêm thủy tinh một cách hợp lý có ứng dụng tiềm năng tuyệt vời để cải thiện khả năng chống gỉ và hiệu suất dịch vụ của các lớp phủ gốm phun plasma.
Từ khóa
#gốm #lớp phủ #ăn mòn #thủy tinh #phun plasmaTài liệu tham khảo
E. Canepa, R. Stifanese, L. Merotto and P. Traverso, Corrosion Behaviour of Aluminium Alloys in Deep-sea Environment: A Review and the KM3NeT Test Results, Mar. Struct., 2018, 59, p 271-284.
B. Hou, D. Zhang and W. Peng, Marine Corrosion and Protection: Current Status and Prospect, Bull. Chin. Acad. Sci., 2016, 31(12), p 1326-1331. (in Chinese)
J. Jiao, Q. Luo, X.S. Wei, Y. Sheng and J. Shen, Influence of Sealing Treatment on the Corrosion Resistance of Fe-based Amorphous Coatings in HCl Solution, J. Alloy. Compd. Interdiscip. J. Mater. Sci. Solid-state Chem. Phys., 2017, 714, p 356-362.
J. Kang, L. Sun and C.G. Soares, Fault Tree Analysis of Floating Offshore Wind Turbines, Renew. Energy, 2019, 133, p 1455-1467.
Y. Yang, X. Cheng, J. Zhao, Y. Fan and X. Li, A Study of Rust Layer of Low Alloy Structural Steel Containing 0.1% Sb in Atmospheric Environment of the Yellow Sea in China, Corros. Sci., 2021, 188(173), p 109549.
L. Guo, H. Xin and C. Hu, Comparison of NaVO3+CMAS Mixture and CMAS Corrosion to Thermal Barrier Coatings, Corros. Sci., 2020, 177(4), p 108968.
A. Ganvir, R.F. Calinas, N. Markocsan, N. Curry and S. Joshi, Experimental Visualization of Microstructure Evolution During Suspension Plasma Spraying of Thermal Barrier Coatings, J. Eur. Ceram. Soc., 2018, 39(2-3), p 470-481.
M.A. Zavareh, A.A.D.M. Sarhan, P.A. Zavareh and W.J. Basirun, Electrochemical Corrosion Behavior of Carbon Steel Pipes Coated with a Protective Ceramic Layer Using Plasma and HVOF Thermal Spray Techniques for Oil and Gas, Ceram. Int., 2016, 42(2), p 3397-3406.
Z. Zhou, M. Wang, L. Liu and Z. Wang, Plasma Sprayed Al2O3–13 wt.% TiO2 Coating Sealed with Organic-inorganic Hybrid Agent and its Corrosion Resistance in Acid Environment, Ceramics, 2016, 60(3), p 254-261.
A. Anderson, Corrosion Resistance of Ceramic Coatings Sprayed on Stainless Steel Substrates, Int. J. Ambient Energy, 2017, 38(3), p 320-322.
I. Çelik, Structure and Surface Properties of Al2O3–TiO2 Ceramic Coated AZ31 Magnesium Alloy, Ceram. Int., 2016, 42(12), p 13659-13663.
B.R. Marple and P.C. Patnaik, Influence of Heat Treatment on the Bond Coat Cyclic Oxidation Behaviour in an Air-plasma-sprayed Thermal Barrier Coating System, T Mater Heat Treat, 2004, 25(5), p 923-929.
G.I. Cubillos, M. Bethencourt, J.E. Alfonso, E. Rodríguez-Castellón and E. Romero, Porosity Reduction in New Thin Films of Ceramic Coatings on Stainless Steel by Annealing at Reduced Pressure, Metall. Mater. Trans. A, 2018, 49(11), p 5858-5870.
D. King, J. Middendorf, K. Cissel, T. Key and C. Carney, Selective Laser Melting for the Preparation of an Ultra-high Temperature Ceramic Coating, Ceram. Int., 2018, 45(2), p 2466-2473.
C.J. Huang, X.C. Yan, W.Y. Li and W.B. Wang, Post-Spray Modification of Cold-sprayed Ni-Ti Coatings by High-Temperature Vacuum Annealing and Friction Stir Processing, Appl. Surf. Sci. A J. Devoted Prop. Interfaces Relat. Synth. Behav. Mater., 2018, 451(1), p 56-66.
S. Liscano, L. Gil and M.H. Staia, Effect of Sealing Treatment on the Corrosion Resistance of Thermal-Sprayed Ceramic Coatings, Surf. Coatings Technol., 2005, 188, p 135-139.
F. Shao, K. Yang, H. Zhao, C. Liu, L. Wang and S. Tao, Effects of Inorganic Sealant and Brief Heat Treatments on Corrosion Behavior of Plasma Sprayed Cr2O3-Al2O3 Composite Ceramic Coatings, Surf. Coat. Technol., 2015, 276, p 8-15.
Z.X. Wang, J.J. Zhang, H. Zhang, M. Li, T.J. Li and Z.Q. Wang, Fabrication and Corrosion Resistance of Plasma-sprayed Glass-powder-doped Al2O3–13 wt% TiO2 Coatings, J. Therm. Spray Technol., 2020, 29(3), p 500-509.
X. Guo, X. Cai, J. Song, G. Yang and H. Yang, Crystallization and Microstructure of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 Glass-Ceramics Containing Complex Nucleation Agents, J. Non Cryst. Solids, 2014, 405, p 63-67.
H. Zhang, J.J. Zhang, X. Liu, H. Lin and T.J. Li, Corrosion Resistance of Plasma Sprayed G-Al2O3–13% TiO2 Glass-ceramic composite Coatings, China Surf. Eng., 2020, 33(3), p 95-103. (in Chinese)
B.J. Gill, Method of Reducing Porosity in Thermal Spray Coated and Sintered Articles, U.S. Patent No. 7,799,384. (2010)
X. Shan, W. Chen, L. Yang, F. Guo and P. Xiao, Pore Filling Behavior of Air Plasma Spray Thermal Barrier Coatings under CMAS Attack, Corros. Sci., 2020, 167, 108478.
A.A. Fadhil, A.A. Khadom, C. Fu, H. Liu and A. Karim, Ceramics Coating Materials for Corrosion Control of Crude Oil Distillation Column: Experimental and Theoretical Studies, Corros. Sci., 2019, 162, 108220.
A.S. Racz, Z. Kerner, A. Németh, P. Panjan, L. Péter, A. Sulyok, G. Vértesy, Z. Zolnai and M. Menyhard, Corrosion Resistance of Nanosized Silicon Carbide-rich Composite Coatings Produced by Noble Gas Ion Mixing, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9(51), p 44892-44899.
D. Rooij, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, Anti-Corrosion Methods Mater., 2003, 50(5), p 1-10.
P. Roberge, Corrosion Engineering, Principles and Practice, p 30-45 (McGraw-Hill Education, 2008)
W. Xing, X. Wang, B. Guo, Y. Shao and Y. Wang, Study of the Corrosion Characteristics of the Metal Materials of an Aero-engine under a Marine Atmosphere, Mater. Corros., 2018, 69(12), p 1861-1869.
Y. Wang, W. Tian, T. Zhang and Y. Yang, Microstructure, Spallation and Corrosion of Plasma Sprayed Al2O3–13%TiO2 Coatings, Corros. Sci., 2009, 51(12), p 2924-2931.
J.J. Zhang, Z.H. Wang, P.H. Lin, L.Q. Si, G.J. Shen, Z.H. Zhou, S.Q. Jiang and W.H. Lu, Corrosion of Plasma Sprayed NiCrAl/Al2O3–13 wt% TiO2 Coatings with and without Sealing, Surf. Eng., 2012, 28(5), p 345-350.
M. Wang and L.L. Shaw, Effects of the Powder Manufacturing Method on Microstructure and Wear Performance of Plasma Sprayed Alumina-Titania Coatings, Surf. Coat. Technol., 2007, 202(1), p 34-44.
S. Kar, S. Paul and P.P. Bandyopadhyay, Processing and Characterization of Plasma Sprayed Oxides: Microstructure, Phases and Residual Stress, Surf. Coat. Technol., 2016, 304, p 364-374.
C. Peng, Y.H. Zhao, S.J. Jin, J.R. Wang and R. Liu, Antibacterial TiCu/TiCuN Multilayer Films with Good Corrosion Resistance Deposited by Axial Magnetic Field-Enhanced Arc Ion Plating, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(1), p 125-136.
K.V.S. Rao, G.C. Tejaswini and K.G. Girisha, Corrosion Behavior of Plasma Sprayed Cr2O3-Al2O3-ZrO2 Multilayer Coatings on Mild Steel, Mater. Today Proc., 2018, 5(11), p 24068-24074.