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耐高温防腐涂料防腐机理分析

耐高温腐蚀是指材料在高温下与环境介质发生化学或电化学反应,导致材料变质的现象称为高温腐蚀(High

Temperature Corrosion)。高温又是指对高于金属指再结晶温度以上,即大约在0.3~0.4倍材料熔点以上的

温度,大体上温度要在380℃以上的高温环境。耐高温抗腐蚀涂料是指涂层耐高温,抗氧扩散,抗腐蚀介质扩

散,封闭效果好,抗腐蚀,能很好的保护基体不被氧化腐蚀。文中指的耐高温防腐涂料测试是以北京志盛威

华公司耐高温防腐涂料,数据具有针对性,数据不代表其他耐高温防腐涂料数据。

耐高温腐蚀方式主要是氧化腐蚀为主,兼顾其他腐蚀。高温腐蚀的机理是取决于液体介质和固态金属之间的

、CO等),金属氧化物(MnO3、V2O5等),金属盐(NaCl、Na2SO4等)和腐蚀性固态颗粒冲刷下的腐蚀等。

多年高温防腐涂料研发过程中发现,氧化腐蚀是高温腐蚀中最常见的一种形式,热力学表明,几乎所有的金

属(除Pt、Au等)在大气环境中都有自发发生氧化的倾向,氧化的损耗占钢产量的7~10%,高温腐蚀涉及的范

、反应釜、内燃机、涡轮发动机等,特高温环境多集中在冶金、石油、航空航天等部门设备部件上。

热力学数据表明,自然界中绝大多数金属氧化物的DG均为负值,即使在常压条件下PO2=2.13×104Pa,注意除

以标准大气压P0下,DG比DG?稍正,但仍为负值。 常态下,氧化反应的随温度升高有由负向正变化的趋势,

即金属自发氧化的趋势随温度上升而减小,这与人们的直觉相反,然而这正是金属冶炼要在高温下进行的热

力学依据。

常温下绝大多数金属氧化物的分解压远小于大气中氧的分压,即在此状态下金属都有自发氧化的趋势随着温

度的升高,金属氧化物的分解压增大,金属自发氧化的热力学趋势减小,调节体系氧分压能够改变金属的自

发氧化热力学倾向,根据这一原理可以实施金属的可控气氛热处理。

M2 。

耐高温腐蚀为了维持反应的进行,必须有两种迁移O2-和M2 通过氧化膜的迁移,迁移的存在形式通过晶格扩

散,T较高,通过晶界扩散,T较低,同时通过晶格、晶界扩散,如Ti、Zr等在中温区(400~600℃)长时间氧

化时。金属在高温下氧化反应速率通常以单位时间内氧化膜的生长厚度表示(dy/dt),高温下的金属氧化的动

力学曲线大致遵循直线、抛物线、立方、对数及反对数五种规律。高温下金属氧化时,若不能生成氧化膜,

或在反应期间形成气相或液相产物而脱离金属表面,则氧化速率恒定不变(k),由形成氧化物的化学反应所决

定。

金属高温下氧化的规律,多数金属和合金的氧化动力学曲线为抛物线。原因是生成致密的氧化膜,氧化速率

以上综述,耐高温涂层的温度要高,涂层要致密,抗腐蚀性药强,耐高温防腐涂料 耐温1700℃采用了志盛威

华特制硅--氧--炭合成高温无机再改性溶液和超微无机聚合物片状金属氧化物作为填料,涂层高达耐温1800

℃,涂层受热高温后溶液和填料晶格发生交联,致密玻璃相状态,高温下Tg相界稳定,可以有效防止氧化介

质的侵入,避免氧化晶格产生。涂料涂层耐酸耐碱性好,硬度高,硬度高,涂层可以长期耐明火烧烤,在炙

热的火中防氧化防腐效果好。

抗氧的扩散可以达到90%以上,ZS-811耐高温防腐涂料 耐温1700℃中含有大量抗老化耐腐蚀因子和OH活性基

团,它与填料中的活性组分及钢铁、或是其他材质活性表面快速交联反应,生成三维结构的无机聚合物防腐

涂层,将涂层与基体连成一体,形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的耐热高温防腐涂层,特别适用于工作

在高温,腐蚀环境下的钢铁、或是其他材质结构的长效高温下防护。

高温火焰下的硫的腐蚀的要求更高,ZS-811耐高温防腐涂料 耐温1700℃可以在高温环境中保护基体防腐腐蚀

,抗氧化,致密封闭,耐磨保护等作用,涂层稳定性高,在高温环境下会与其他活性分子反应,使用寿命长

。高温防腐涂料在航天航空、石油石化、冶金、电力、军队系统已广泛应用,适用于烟囱烟道、窑炉、高炉

、反应釜、热交换器、石油石化裂解装备、感应发热设备、发动机部件、真空高温设备、回转窑、烘干设备

等上应用。

在一定温度范围内,某些金属的氧化服从立方规律,如Cu在100~300℃及各气压下,Zr在600~900 ℃、1×

105Pa氧中的恒温氧化。金属的高温氧化过程比较复杂,不同的金属、不同的温度可能遵循的规律不同。

金属氧化的机理,金属氧化的扩散模型,金属表面形成致密的氧化膜,扩散是氧化过程的控制因素,金属氧

化的电化学模型(Wagner理论),可推出抛物线规律,适用于厚氧化膜 ,氧化物的电导率越大,金属的氧化速

率越大。温度升高,金属氧化的速率显著增大,对于金属过剩型氧化物(n型半导体),速率与氧压无关,对于

金属离子不足型氧化物(p型半导体),随氧压增大,速率先增大,后平缓,高温下燃烧产物对金属的高温氧化

影响很大。含硫气体(硫蒸气、SO2、H2S)加速高温腐蚀硫化物的性质,热力学稳定性差,生成自由能比氧化

物高,体积大,表面膜易破裂,晶格缺陷较多,易生成低熔点共晶体,Cr、Al可有效的抗硫蚀。

散速率(原子价规律),增强氧化物膜与基体金属表面的粘附力。