封严涂层喷涂用某材料的原料灰分分析.pdf

第6 0 卷第3 期 20 08 年8 月 有色金属 N o n d e n ∞u sM e t a l s V 0 1 ．6 0 ，N o ．3 A u g u s t 2 008 封严涂层喷涂用某材料的原料灰分分析 田 晔，马江虹 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘 要分析以H P M C 为原料的封严涂层喷涂用材料的灰分，比较样品灰分含量的差别以及对喷涂后涂层质量的影响。结 果表明，喷涂材料中加入H P M C 对喷涂后涂层影响不大，当加入另一种有机物后其有助于火焰喷涂中有机材料的燃烧。 关键词金属材料；H P M C ；喷涂；灰分分析 中围分类号T G l 7 4 ．4 4 2 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 一0 2 1 i 2 0 0 8 0 3 0 0 4 0 0 3 随着喷涂材料的日益增多，在喷涂技术上研究 的越来越深刻，对喷涂材料的外形、储存以及充分利 用等方面的要求也越来越多[ 1 - 5 ] 。针对某喷涂材 料用原料，通过对此原料的灰分分析，考查其在喷涂 过程中是否对涂层的性能产生影响。 1实验方法 1 ．1 样品制备 选用的原料主要是羟丙基甲基纤维素 H P M C ，此外还包括食用色素等其他用料。将纤 维素与水、食用色素等按一定比例混合后，在一定温 度下进行灰分试验，通过分析检测测定灰分中的成 分，从而确定其对喷涂涂层的影响。 将H P M C 过4 4 p m 细筛，选择筛下部分作为试 验用料。将水、H P M C 、食用色素按一定比例混合， 在捏合机上搅拌均匀，静置一段时间后取样。共制 备了三种试验用料分别如表1 所示。 表1 样品组成 T a b l e1 C o m p o n e n t so fs a m p l e s 编号0 7 0 7 0 10 7 0 7 0 20 7 0 7 0 3 1 ．2 红外检测 对样品作红外检测测试，通过观察红外曲线上 加入不同的色素及辅料后曲线的变化，确定色素及 辅料对H P M C 的影响，结果如图l 和2 所示。图1 是三组以H P M C 为主要原料的样品灰分试验前的 状态。从图2 中可以看出，在H P M C 中加入辅料及 色素后。I R 图谱变化很小。 a 一0 7 0 7 0 1 ； b 一0 7 0 7 0 2 ； c 一0 7 0 7 0 3 图1 样品灰分试验前的状态 F i g ．1 S t a t eo fs a m p l e sh e ／o r ea s hd e t e r m i n a t i o n 1 ．3 灰分试验 首先将清洗后的氧化铝坩埚放在高温炉中，在 收稿日期2 0 0 7 一I o 一2 4 作者简介田晔 1 9 8 0 一 。女．内蒙古赤峰市人。工程师．硬士，主 要从事毒f 材料等方面的研究。 6 5 0 “ C 下灼烧3 h ，冷至2 0 0 “ C 以下后取出。放入干燥 器中冷至室温，精密称量精确至0 ．0 0 0 1 9 ，并重复灼 烧至恒量。 将0 7 0 7 0 1 ，0 7 0 7 0 2 ，0 7 0 7 0 3 三组样品在沸水浴 上蒸于，精密称量各组样品的质量。因为H P M C 的 万方数据 第3 期田晔等封严涂层喷涂用某材料的原料灰分分析4 1 变色温度是1 9 0 ～2 0 0 1 2 ，炭化温度是2 8 0 ～3 0 0 1 2 ， 所以选择的升温曲线如表3 所示。 H P M C 在3 0 0 ℃左右时炭化，所以将样品在此 温度下保温一段时间至炭化无烟后继续升温，当温 度冷却至2 0 0 ℃以下取出放入干燥器中冷却至室 温，精确称量，重复灼烧至前后两次称量相差不超过 0 ．5 r a g 为恒量。 1 ．4 分析测试 将灰化后的样品在扫描电镜上做能谱分析，确 定H P M C 灰化后的成分，并比较三组样品灰化后的 差别。 2 试验结果与分析 2 ．1 样品不同灰化阶段宏观形态比较 对经过不同灰化阶段后H P M C 的宏观形态如 涂4 所示。图4 a 是H P M C 炭化还未灰化的阶段。 石墨成大片的片状分布，图4 b 是即将灰化完全的 宏观照片。从图4 b 中还可以看到成黑色的石墨 存在，当H P M C 完全灰化后，灰烬呈现极少量浅灰 白色的棉絮状，触摸即散。图4 是以0 7 0 7 0 3 号为代 表，其余两组试样效果与0 7 0 7 0 3 号相近。 渡数／e m - t 图2 三组样品的I R 检测 F i g ．2 I Ro ft h r e es a m p l e s 时问／r a i n 图3H P M C 的灰化温度曲线 F i g ．3T e m p e r a t u r eC H I V eo fH P M Ci na s h i n g 图4 不同灰化阶段样品的宏观形貌 F i g ．4 M a c r o s c o p i cs t a t eo fs a m p l ei nd i f f e r e n ts t a g e 2 ．2 样品不同灰化阶段微观形态比较 经过不同灰化阶段处理后样品的微观形态如图 5 示。 为了不影响喷涂后的涂层性能，喷涂过程中上 述所用材料的原料采用的均是有机成分。在喷涂过 程中，火焰的温度能保证这些有机物不影响涂层的 使用。从中可以看出，图5 a [ 对应图4 a ] 还有大 片的石墨存在，图5 b 已经有部分C 开始灰化，图5 d 的H P M C 已经基本灰化完成[ 对应图4 b ] 。 在6 0 0 ℃下保温反复灼烧后H P M C 完全灰化。其 余两组试样效果与0 7 0 7 0 3 号相近。 图s 不同灰化阶段H P M C 的微观形貌 F i g ．5M i c r o s c o p i cs t a t eo fH P M Ci nd i f f e r e n ts t a g e 万方数据 4 2有色金属第6 0 卷 2 ．3 样品灰分测定 若样品中灰分的含量用z ％ 表示，坩埚和灰 分的质量m 1 g ，坩埚的质量优2 g ，坩埚和样品 的质量m 3 g ，则测定样品的灰分计算公式为z m l m 2 ／ m 3 ～m 2 1 0 0 。试验测得三组样品 的灰分如表2 所示。 表2 灰分测定 T a b l e2A s hd e t e r m i n a t i o n 经多次灰分试验，发现加入辅助材料后，H P M C 参考文献 的灰分反而会降低，有利于在喷涂过程中的燃烧。 加入食用色素后，灰分增加，但增加的很少，研制喷 涂材料时适当减少色素用量对喷涂质量没有影响。 3结论 三组样品进行的多次灰分分析表明，加入辅料 后，以H P M C 为主要原料的喷涂用某材料的原料灰 分较加入前降低，有利于喷涂过程中有机物的燃烧。 加入食用色素后，以H P M C 为主要原料的灰分有所 增加，但在材料中适当减少色素用量会降低灰分。不 会影响涂层的质量。 [ 1 ] 易茂中，何家文．可磨耗封严涂层粉料、喷涂工艺及基本性能的研究[ J ] ．粉末冶金技术，1 9 9 9 ，1 7 1 2 9 3 5 ． [ 2 ] 朱立群。刘盂兰，王建华，等．飞机发动机封严涂层的研究[ J ] ．航空学报，2 0 0 0 ，2 1 s 1 8 5 8 9 ． [ 3 ] O t f i n o s k iW i l l i a mF ，E a t o nH a r r yE ，N o v a kR i c h a r dC ．P o r o u sm e t a la b r a d a b l es e a lm a t e r i a l U n i t e dS t a r e r sP a t e n t ，4 6 6 4 9 7 3 [ P ] ．1 9 8 7 ．0 5 ，1 2 ． [ 4 ] 易茂中，张先龙，胡奈赛，等．冲击刮削法评价封严涂层的可磨耗性[ J ] ．航空学报，1 9 9 9 ，2 0 5 2 4 9 2 5 3 ． [ 5 ] 易茂中，张先龙，郑济宏，等．可磨耗封严涂层及其性能评价[ J ] ．航空制造技术，1 9 9 8 ， 3 3 5 ． ．J A s hD e t e r m i n a t i o no fA c c e s s o r i e si nS p r a yC o a t i n g s T I A NY e ，M Aj m n g - h o n g B e i j i n gG e n e r a lI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h ea s ho fs p r a yc o a t i n gm a t e r i a l sw i t hH P M Ci sd e t e r m i n e d ，a n dt h ed i f f e r e n c eo fa s hq u a n t i t yi nm a t e f i a l sa n di t si n f l u e n c et os p r a yc o a t i n ga r ec o m p a r e d 。T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ei n f l u e n c eo fH P M Ca d d i t i o nt ot h e s p r a yc o a t i n gi st i t t l e ，a n dw h e na n o t h e ro r g a n i cm a t t e ri sa d d e dt Ot h em a t e r i a l ，i tt a k e sa d v a n t a g eo ft h eo r g a n i cm a t t e rb u r n i n gi nt h e r m a ls p r a y i n g ． K e y w o r d s m e t a lm a t e r i a l ；H P M C ；s p r a y i n g ；a s hd e t e r m i n a t i o n 万方数据