锅炉尾部受热面用梯度涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112342484A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202011105264.5C23C4/02(2006.01)(22)申请日2020.10.15C22C45/04(2006.01)C22C45/10(2006.01)(71)申请人西安特种设备检验检测院C01B32/194(2017.01)地址710065陕西省西安市高新区团结南C01B32/914(2017.01)路69号(72)发明人毕成鲁元杨旭贠柯刘金娥(74)专利代理机构西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙)61240代理人李艳春(51)Int.Cl.C23C4/06(2016.01)C23C4/131(2016.01)C23C4/134(2016.01)C23C4/137(2016.01)B22F9/08(2006.01)权利要求书4页说明书12页附图2页(54)发明名称锅炉尾部受热面用梯度涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了锅炉尾部受热面用梯度涂层，包括第一道涂层、第二道涂层和第三道涂层，每道涂层的原料均包括碳化铌粉末、改性石墨烯粉末和锆镍基非晶合金粉末。本发明的梯度涂层随着与作为基体的锅炉尾部受热面距离增大，单道涂层中的改性石墨烯、碳化铌和锆镍基非晶合金含量成分含量均呈现梯度变化，可使整体涂层的耐烟气腐蚀和耐烟灰冲蚀磨损性能得到最佳配合，使梯度涂层保护锅炉尾部受热面的作用充分发挥，有效减少因为涂层与基体热膨胀系数差异过大而引起的应力集中，有效提高涂层与锅炉尾部受热面基体的结合强度，降低涂层开裂和剥落的风险。CN112342484ACN112342484A权利要求书1/4页1.一种锅炉尾部受热面用梯度涂层，其特征在于，所述锅炉尾部受热面用梯度涂层包括第一道涂层、第二道涂层和第三道涂层，所述第一道涂层、第二道涂层和第三道涂层由靠近基体向远离所述基体依次设置；所述基体为锅炉尾部受热面；每道涂层的原料均包括碳化铌粉末、改性石墨烯粉末和锆镍基非晶合金粉末；所述第一道涂层中，碳化铌粉末的质量百分含量为5％～7％，改性石墨烯粉末的质量百分含量为5％～7％，锆镍基非晶合金粉末的质量百分含量为86％～90％；所述第二道涂层中，碳化铌粉末的质量百分含量为9％～11％，改性石墨烯粉末的质量百分含量为9％～11％，锆镍基非晶合金粉末的质量百分含量为78％～82％；所述第三道涂层中，碳化铌粉末的质量百分含量为13％～15％，改性石墨烯粉末的质量百分含量为13％～15％，锆镍基非晶合金粉末的质量百分含量为70％～74％。2.根据权利要求1所述的锅炉尾部受热面用梯度涂层，其特征在于，所述第一道涂层、第二道涂层和第三道涂层的厚度均为300μm～400μm。3.根据权利要求1所述的锅炉尾部受热面用梯度涂层，其特征在于，所述碳化铌粉末为经以下步骤制备而成的碳化铌粉末：步骤一、以无水乙醇为介质，将五氧化二铌粉末和石墨烯粉末用碳化硅磨球球磨6h～8h；所述五氧化二铌粉末和石墨烯粉末的质量比为(84～88)：(12～16)；步骤二、将步骤一球磨后体系置于120℃～160℃烘箱中烘4h～8h，得到干燥后粉体；步骤三、真空条件下，将步骤二所述干燥后粉体程序升温至1800℃～1900℃，保温4h～8h进行烧结，得到碳化铌粉末；真空条件的真空度为100Pa～200Pa；程序升温的升温速率为5℃/min～15℃/min。4.根据权利要求1所述的锅炉尾部受热面用梯度涂层，其特征在于，所述改性石墨烯粉末为纳米碳化铌改性石墨烯粉末；所述改性石墨烯粉末为经过以下方法制备而成的改性石墨烯粉末：步骤一、将石墨烯粉末置于容器中，向所述容器中加入无水乙醇，搅拌混合后加入去离子水，搅拌混合后置于频率为50Hz～80Hz的超声分散仪中超声处理4h～6h，得到超声后体系；所述无水乙醇的质量为石墨烯粉末质量的300倍～500倍；所述去离子水的质量为石墨烯粉末质量的90倍～110倍；步骤二、向步骤一所述超声后体系中加入铌前驱体，搅拌混合4h～6h，抽滤，将抽滤所得截留物于100℃～120℃烘箱中烘40min～80min，得到干燥粉体；所述铌前驱体为草酸铌和铌酸钠的混合物，所述草酸铌质量与超声后体系质量比为1：(400～600)；所述铌酸钠质量与超声后体系质量的比为1：(200～400)；步骤三、真空条件下，将步骤二所述干燥粉体程序升温至1800℃～1900℃，保温4h～8h进行烧结，得到改性石墨烯粉末；真空条件的真空度为60Pa～120Pa；程序升温的速率为5℃/min～10℃/min。5.根据权利要求1所述的锅炉尾部受热面用梯度涂层，其特征在于，所述锆镍基非晶合金粉末为经雾化后粒度为12μm～16μm的锆镍基非晶合金粉末。6.根据