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金屬高溫防腐漆防腐機理剖析
發布時間:2019-10-15 10:47:48 | 人感興趣 | 評分:3 | 收藏:

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材料在耐高溫腐蝕是指材料在高溫下與環境介質發生化學或電化學反應,導致材料變質的現象稱為高溫腐蝕High Temperature Corrosion。高溫環境是指溫度要在380℃以上的高溫。耐高溫防腐漆是指涂層能耐高溫,抗氧擴散,抗腐蝕介質擴散,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漆測試是以豐臺區東鐵營的北京志盛威華公司ZS-811耐高溫防腐漆,數據具有針對性測試數據,以下數據不代表其他高溫防腐漆。

耐高溫環境下的腐蝕方式主要是高溫氧化腐蝕為主,兼顧其他高溫腐蝕。志盛威華多年高溫防腐漆研發過程中發現,高溫氧化腐蝕是高溫腐蝕中最常見的一種形式,在高溫下幾乎所有的金屬(除Pt、Au等)在大氣環境中都有自發發生氧化的傾向,氧化的損耗占鋼產量的7~10%。金屬在高溫氧化腐蝕的基本過程分為兩個方式,一是物理吸附階段:O2向O2/MO界面擴散,發生物理吸附,其吸附熱<25J/mol。二是化學吸附階段: O2分解成原子氧,發生化學吸附變成O-,最終形成O2-在MO/M界面,金屬M電離成M2+。

金屬高溫腐蝕標準吉布斯自由能-溫度關系圖

耐高溫腐蝕為了維持腐蝕反應的進行,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(400~600℃)長時間氧化時。金屬在高溫下氧化反應速率通常以單位時間內氧化膜的生長厚度表示(dy/dt),高溫下的金屬氧化的動力學曲線大致遵循直線、拋物線、立方、對數及反對數五種規律。高溫下金屬氧化時,若不能生成氧化膜,或在反應期間形成氣相或液相產物而脫離金屬表面,則氧化速率恒定不變(k),由形成氧化物的化學反應所決定。

金屬高溫下氧化的規律,多數金屬和合金的氧化動力學曲線為拋物線。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生的阻滯更嚴重,如:摻雜不純等因數。

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