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随着现代工业的迅猛发展,钢铁材料在冶金、化工、建筑、航天、医学等各个部门的工况使用条件愈发苛刻,由腐蚀产生的问题日趋严重,寻找一种新型的防腐钝化技术己成当务之急。纳米复合涂层由于其良好的保护性、装饰性以及优良的表面性能改善等优点而倍受关注。本研究初步探索以SUS304不锈钢为基体,Al(NO3)3为主盐,采用溶胶-凝胶旋涂法制备Al2O3-CeO2-Y2O3纳米复合涂层,改善其工艺及耐蚀性能,该工艺流程简单、易操作,与热喷涂、物理(化学)气相沉积等方法相比,设备及原料成本低,工艺过程易控制,因此具有广阔的应用前景。本文通过大量实验摸索出一种制备均匀、透明、稳定的复合溶胶的方法,并以SUS304不锈钢为基体,采用旋转涂覆技术成功制备出Al2O3-CeO2-Y2O3纳米复合涂层。主要讨论了制备涂层工艺过程中影响涂层质量和性能的因素:(1)溶胶的制备。采用正交试验结合单因素试验确定配置溶胶时的最佳参数组合;(2)旋涂工艺。包括旋涂转速及时间的确定;(3)退火温度。包括低温热处理和高温烧结温度的制定。采用失重试验、动电位极化曲线和交流阻抗法对纳米复合涂层的耐蚀性进行测试与探讨。扫描电镜和能谱仪分别分析涂层试样的形貌和成分组成,采用X射线衍射仪分析复合涂层及粉末的物相组成。综合对比空白试样、单一涂层试样和优化后复合涂层试样的耐腐蚀性能。研究表明最佳复合溶胶的制备条件为:主盐Al(NO3)3·9H2O的摩尔浓度为0.5~0.6M,胶溶温度85℃,n(H+)/n(Al3+)为0.25~0.30,溶胶时间2h。最佳复合涂层的制备条件为:总金属离子浓度为0.533M,(Ce+Y)/Al百分比值为3.75%,PVP单体浓度为0.4M,旋涂转速为3000r/min,旋涂30s,旋涂5次可得到所需厚度的复合涂层。当干燥温度为300℃,以一定的升温速率在800℃退火2h后,可得到形貌结构和耐蚀性能良好的Al2O3-CeO2-Y2O3纳米复合涂层。经最优复合涂层处理后的试样腐蚀速率为0.0289g/m2h,腐蚀电流为2.3605x10-8A/cm2,阻抗值高达324800Ω·cm2,与单一涂层和空白试样相比,其耐蚀性能分别提高近34倍、82倍。单一涂层试样存在裂纹,而最优复合涂层相对致密、表面均匀平整,复合涂层试样的厚度大约为2~3μm。另外,复合涂层的物相主要由γ-Al2O3、Y2O3和CeO2组成。