一种用于锅炉受热面的具有多层结构的涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种用于锅炉受热面的具有多层结构的涂层，分别为内表面层、中间涂层A、中间涂层B、中间涂层C、外表面层，所述内表面层位于锅炉受热面上，所述外表面层位于涂层最外层，所述的中间涂层A、中间涂层B和中间涂层C位于内表面层和外表面层之间，所述中间涂层A涂覆于内表面层上，所述中间涂层B涂覆于中间涂层A上，所述中间涂层C涂覆于中间涂层B和外表面层之间。其中内表面涂层、中间涂层A、中间涂层C和外表面涂层横截面为梯形结构，这种结构的设计能够进一步的延长涂层的使用寿命，降低长时间使用出现裂纹后对于涂层的影响，增强抗腐蚀等效果。腐蚀等效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锅炉受热面的具有多层结构的涂层


[0001]本专利技术属于涂料领域，具体地涉及一种用于锅炉表面的具有多层 结构的涂层。

技术介绍

[0002]涂层广泛应用于锅炉、管道等高温环境中，能够有效地包括金属 材料，涂层对于避免锅炉管道的损坏、保护环境十分的重要。对于垃 圾焚烧厂、发电厂等地方，面临着温度腐蚀和气体腐蚀的双重困难， 涂层需要具备耐高温和防腐的功能。
[0003]对于多层涂层的研究，目前已有不少，在上世纪美国航天局就通 过将具有隔热性的陶瓷层和粘结性的金属粘结层通过喷涂的方式共 同沉积在金属表面，可以把耐高温的基体和介质分隔开，能够承受更 加严苛的使用环境，包括了陶瓷顶层、热生长氧化层、粘结层和高温 合金基底。中国专利CN10920875A就研究了锅炉受热面抗腐蚀结构， 包括了表面涂层和内涂层，主要由金属氧化物和金属元素构成的涂层 交替排列构成。CN108070836A公开了一种抗超高温氧化的微叠层涂 层，叠层的涉及有利于提高涂层的抗热震功能，且有效避免单层涂层 中某一相耗尽的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及到一种具有多层结构的涂层，能够更有效地发挥抗腐 蚀、抗高温热冲击的效果。本专利技术的技术方案如下。
[0005]一种用于锅炉受热面的具有多层结构的涂层，多层结构包括五层， 分别为内表面层、中间涂层A、中间涂层B、中间涂层C、外表面层， 所述内表面层位于锅炉受热面上，所述外表面层位于涂层最外层，所 述的中间涂层A、中间涂层B和中间涂层C位于内表面层和外表面层 之间，所述中间涂层A涂覆于内表面层上，所述中间涂层B涂覆于中 间涂层A上，所述中间涂层C涂覆于中间涂层B和外表面层之间，即 本专利技术的涂层结构共有五层。
[0006]进一步地，所述的内表面层为Si3N4/BN复合陶瓷涂层。
[0007]进一步地，所述的外表面层包括氧化铝、硅酸锆、氧化锆、TiO2。 其组分用量(wt％)可以为：50％氧化铝、2％硅酸锆、3％氧化锆；1％TiO
2， 其余为本领域常规的辅料，如高温粘结剂、填料、溶剂和助剂等，以 改善所形成涂层的综合性能；高温粘结剂包括水玻璃、磷酸二氢铝、 硅溶胶、铝溶胶和锆溶胶中的一种或几种。
[0008]进一步地，所述中间涂层A和外表面层具有相同的涂层结构。
[0009]进一步地，所述中间涂层B和内表面层具有相同的涂层结构。
[0010]进一步地，所述中间涂层C为TiC/Si3N4涂层。
[0011]进一步地，所述内表面层和中间涂层A连接层面为非水平面，与 水平面相比，倾斜角度为10
‑
20度；所述中间涂层B为水平涂层；所 述外表涂层和中间涂层C连接层面为非水平面，与水平面相比，倾斜 角度为10
‑
20
°
，且与内表面层和中间涂层A的倾斜方向呈相反的方 向。即对于内表面层、中间涂层A、中间涂层C和外表面涂层，从横 截面来看均是直角梯形，中间涂层B则为水平涂层。
[0012]进一步地，所述涂层的组分还可以包括粘结剂、固化剂、光引发 剂、成膜剂、结合剂，还可以包括分散剂、润湿剂等本领域常规的组 分。对于所述的多层结构，其形态为便于喷涂的具有一定粘性物料， 能够使得所述的涂层达到本申请所述的结构。当物料流动性较大时， 可通过磨具和刮板刮涂配合使用制备得到，如通过使用矩形磨具，喷 入涂料待具有一定形态时，通过刮板实现具有一定倾斜角的梯形结构， 以此类推得到该多层涂料。本专利技术所述的涂层结构在用于锅炉、管道 等场景时，优选地可以通过涂覆沉积的方式制备得到涂层结构；也可 以通过与涂层结构相对应的磨具结构制备得到。
[0013]目前对于多层涂层的研究主要为每一层都为水平的涂覆，如专利 CN109280875A概况了金属氧化物涂层1、金属氧化物涂层2、
……
、 金属基体。本专利技术的创新之处很重要的一点是本专利技术所述多层的结构。 在研究中发现，由于锅炉内腐蚀原因复杂，腐蚀程度不同，具有一定 倾斜角度设计的涂层结构比水平涂层具有更加突出的抗腐蚀的效果。 即从横截面来看，内表面涂层、中间涂层A、中间涂层C和外表面涂 层为梯形结构，这种结构的设计能够进一步的延长涂层的使用寿命， 降低长时间使用出现裂纹后对于涂层的影响，增强抗热冲击、抗腐蚀 等效果。本专利技术所述的涂层倾斜角度为10
‑
20
°
，且中间涂层C和外 表面涂层的倾斜方向与内表面涂层和中间涂层A的倾斜方向呈现相 反的方向进一步提升了抗腐蚀的效果。本专利技术所述的涂层的五层结构 设计同样地使得本专利技术在抗热冲击方面性能更加稳定。
附图说明
[0014]附图1为本专利技术多层涂层结构截面示意图；
[0015]其中1是内表面层，2是中间涂层A，3是中间涂层B，4是中间 涂层C，5是外表面层。
具体实施方式
[0016]下面通过具体实施方式对本专利技术的涂层作进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]具有五层的结构的涂层，分别为内表面层、中间涂层A、中间涂 层B、中间涂层C、外表面层，所述内表面层位于锅炉受热面上，所 述外表面层位于涂层最外层，所述的中间涂层A、中间涂层B和中间 涂层C位于内表面层和外表面层之间，所述中间涂层A涂覆于内表面 层上，所述中间涂层B涂覆于中间涂层A上，所述中间涂层C涂覆于 中间涂层B和外表面层之间。所述的内表面层为Si3N4/BN复合陶瓷涂 层。以wt％计，所述的外表面层包括50％氧化铝、2％硅酸锆、3％氧化 锆；1％TiO
2，
其余为高温粘结剂硅溶胶20％和余量水。所述中间涂层A 和外表面层具有相同的涂层结构。所述中间涂层B和内表面层具有相 同的涂层结构。所述中间涂层C为TiC/Si3N4涂层。所述内表面层和 中间涂层A连接层面为非水平面，与水平面相比，倾斜角度为20度； 所述中间涂层B为水平涂层；所述外表涂层和中间涂层C连接层面为 非水平面，与水平面相比，倾斜角度为20
°
，且与内表面层和中间 涂层A的倾斜方向呈相反的方向。
[0019]实施例2
[0020]涂覆于锅炉热表面的具有五层的结构的涂层结构，通过喷涂沉积 的方式制备得到，分别为内表面层、中间涂层A、中间涂层B、中间 涂层C、外表面层，所述内表面层位于锅
与水平面相比，倾斜角度为35
°
，且与内表面层和中间涂层A的倾 斜方向呈相反的方向。
[0027]对比例4
[0028]具有五层的结构的涂层，分别为内表面层、中间涂层A、中间涂 层B、中间涂层C、外表面层，所述内表面层位于锅炉受热面上，所 述外表面层位于涂层最外层，所述的中间涂层A、中间涂层B和中间 涂层C位于内表面层和外表面层之间，所述中间涂层A涂覆于内表面 层上，所述中间涂层B涂覆于中间涂层A上，所述中间涂层C涂覆于 中间涂层B和外表面层之间。所述的外表面层为Si3N4/BN复合陶瓷涂 层。所述的内表面层包括55％氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锅炉受热面的具有多层结构的涂层，其特征在于多层结构包括五层，分别为内表面层、中间涂层A、中间涂层B、中间涂层C、外表面层，所述内表面层位于锅炉受热面上，所述外表面层位于涂层最外层，所述的中间涂层A、中间涂层B和中间涂层C位于内表面层和外表面层之间，所述中间涂层A涂覆于内表面层上，所述中间涂层B涂覆于中间涂层A上，所述中间涂层C涂覆于中间涂层B和外表面层之间。2.根据权利要求1所述的具有多层结构的涂层，其特征在于所述的内表面层为Si3N4/BN复合陶瓷涂层。3.根据权利要求1所述的具有多层结构的涂层，其特征在于所述的外表面层包括氧化铝、硅酸锆、氧化锆、TiO2。4.根据权利要求1所述的具有多层结构的涂层，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴雷，
申请(专利权)人：深圳优易材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：