耐高温防腐涂料研究分析

   耐高温防腐涂料的热障涂层是由陶瓷隔热面层和金属粘结底层组成的涂层系统，其作用为降低热端部件的工作温度，防止部件的高温腐蚀;使工件内部温度趋于均匀化，改善材料的抗冷热疲劳性能，延长工件的使用寿命。

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化工有限公司ZS-811耐高温防腐涂料，耐高温、耐腐蚀、抗热震和附着力数据具有针对性，数据不代表其他耐高温防腐涂料数据。

高温材料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作用：物理溶解，化学腐蚀，电化学腐蚀大体三种腐蚀，腐蚀的介质是单质(O2、Cl2等)，非金属化合物(H2O、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。

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，氧化速率与膜厚成反比，反应受扩散控制。n<2，氧化的扩散阻滞并非与膜厚的增长成正比，如：应力、孔洞、晶界对扩散的影响。n>2，扩散阻滞作用比膜增厚所产生的阻滞更严重，如：掺杂等因数。

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，北京志盛威华公司的ZS-811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。ZS-811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。

耐高温防腐涂料陶瓷涂层具有能把有机金属材料的强韧性、可加工性、导电导热性等和陶瓷材料的耐高温、高耐磨、高耐蚀等特点结合起来，发挥两类材料的综合优势，同时满足机械产品对结构性能(强度、韧性等)和环境性能(耐磨、耐蚀、耐高温等)的需要，获得理想的复合材料结构；能够用于制备陶瓷涂层的材料品种多、涂层功能广；能够在多种基体材质上制备陶瓷涂层；物耗少，附加值高，经济效益突出；ZS-811耐高温防腐涂料调整涂层成分比较容易、陶瓷涂层厚度可控；陶瓷涂层的可加工性好、成型容易以及容易与原有金属加工的工装条件结合的特点。但是陶瓷涂层亦有其固有的弱点如陶瓷涂层有着陶瓷材料塑性变形能力差、对应力集中和裂纹敏感、抗热震和抗疲劳性能差、质脆，陶瓷涂层材料与金属的热物理性能(如膨胀系数、热导率等)差别大，在使用过程中可能产生不同的应力状态，影响其使用性能和寿命，而且ZS-811耐高温防腐涂料陶瓷涂层与基体材料的结合主要为机械嵌合或分子力结合，结合强度不高。因此，陶瓷涂层不能用于高应力、受冲击和强疲劳等工况条件下，只能对基体材料起弥补或增强功能的作用，而决不能代替结构材料本身。

耐高温防腐涂料陶瓷涂层材料兼具了金属与陶瓷两种材料的优点，既有陶瓷材料的耐热、耐磨、耐腐蚀特性，又具备了金属材料的韧性。使一些在某些特殊场合下无法使用的材料获得了应用的可能，从而拓宽了零件设计和材料选用的范围。陶瓷涂层主要是通过降低金属的腐蚀和氧化速率，提高部件的工作温度、减少机械零件的磨损速率来取得其经济效益的。