一种涂层材料及其制备方法和应用技术

技术编号:46061521 阅读:13 留言:0更新日期:2025-08-11 15:47
本发明专利技术属于能源材料技术领域,公开了一种涂层材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的涂层材料包括以下重量份数的组分:氧化锆50‑55份、氧化铝15‑18份、稀土氧化物5.5‑9份、氟碳聚合物10‑12份和硅烷偶联剂3‑4份;所述稀土氧化物包括氧化钇和氧化铈。本发明专利技术的涂层材料制备的天然气掺氢管道涂层具有低渗透率、高附着力、高硬度和优异的稳定性,在高温、高压、掺氢等复杂环境下,可以有效抑制氢原子在材料内部的聚集和扩散,具有优异的抗氢脆化性能、良好的化学稳定性和力学性能,可以显著减少因氢脆导致的管道失效风险,且不易发生老化、分解等性能退化现象,能够确保管道长期稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源材料,具体涉及一种涂层材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着全球能源结构向低碳化转型,天然气掺氢管道因其环保优势得到了广泛的关注。然而,天然气掺氢管道因氢气高渗透性和强还原性导致其在输气运行时面临严重的氢脆问题,管道极易出现老化、微裂纹和泄漏现象,进而威胁运行安全。同时,随着掺氢比例的提升,天然气掺氢管道的耐久性也会严重下降。例如,当掺氢比例超过15%时,管材的疲劳裂纹扩展速率增加2-3倍,而掺氢比例提升至30%时,管材氢脆敏感性指数较纯氢环境增加40%。这种材料劣化现象不仅会造成微裂纹的萌生和扩展,更会导致管道密封失效,成为制约掺氢技术规模化应用的关键问题。

2、现有的抗氢脆化涂层主要分为金属基和陶瓷基两大体系,然而,二者在天然气掺氢管道工况下均存在显著的性能短板。金属涂层通常采用热喷涂或电镀工艺,能够在高温(>800℃)条件下形成多孔结构,其虽能在纯氢环境中维持较低渗透率,但在含co2和h2s的掺氢天然气混合气体中,涂层的晶界腐蚀易导致渗透率激增。例如,金属涂层在10ppmh2s+5%co2环境中,孔隙内壁生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种涂层材料,其特征在于,包括以下重量份数的组分:氧化锆50-55份、氧化铝15-18份、稀土氧化物5.5-9份、氟碳聚合物10-12份和硅烷偶联剂3-4份;所述稀土氧化物包括氧化钇和氧化铈。

2.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述氧化钇和所述氧化铈的质量比为(8-10):1。

3.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述氟碳聚合物包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种。

4.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中...

【技术特征摘要】

1.一种涂层材料,其特征在于,包括以下重量份数的组分:氧化锆50-55份、氧化铝15-18份、稀土氧化物5.5-9份、氟碳聚合物10-12份和硅烷偶联剂3-4份;所述稀土氧化物包括氧化钇和氧化铈。

2.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述氧化钇和所述氧化铈的质量比为(8-10):1。

3.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述氟碳聚合物包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种。

4.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

5.如权利要求1所述涂层材料,其特征在于,所述氧化铝的粒径为50nm-100nm;所述氟碳聚合物的粒径为50nm-100nm。

6.权利要求1-5任一项所述涂层材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:李小龙罗海泉李志敏潘敏
申请(专利权)人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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