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本文在对蛇纹石的物理化学性质和相变特征详细研究的基础上,重点开展了以蛇纹石为主要原料、通过高温烧结、等离子喷涂、电弧喷涂等方法在金属基板上制备陶瓷涂层的实验研究,并对涂层的物相构成、显微结构、物理化学性能等进行了研究。化学分析表明,所用蛇纹岩中SiO2含量为43.49%,MgO的含量为44.0%,接近蛇纹石的理论组成。显微结构分析发现,蛇纹岩由片状-板状蛇纹石集合体组成,略显定性排列。差热-热重分析表明在147℃脱去吸附水,598℃脱去层间水,在817℃发生相变为橄榄石等。研究发现,蛇纹石在750℃煅烧2小时,其物相组成基本不变,但其结构水逸出1/3左右,质量损失3.83-4.39%;体积收缩1.32%,摩氏硬度降低0.8%;晶胞参数a0稍有变大,b0、c0略微减小。与之不同,经过820℃、2小时的煅烧处理,蛇纹石大都转变成了镁橄榄石,重量损失10.84-11.22%,体积收缩2.22%,显微硬度明显升高。实验确定了烧结法制备陶瓷涂层的优化配方和工艺条件为。原料配比为:蛇纹岩90%、萤石10%;烧成制度为氮气保护烧结;温度1250℃、保温时间60分钟。测试表明,涂层物相主要是由方铁矿和铁镁橄榄石构成;涂层具有较高的显微硬度,且硬度从涂层表面向基体逐渐降低;涂层与基体的结合强度大于6.13MPa;抗热震性测试表明,涂层具有良好的抗热震性,在△T小于500℃的情况下,经过16次循环仍无裂纹和剥落;涂层的耐硫酸腐蚀性、耐碱腐蚀性明显好于碳钢。采用电弧喷涂制备了陶瓷涂层,初步确定了制备的工艺条件。研究发现,电弧喷涂涂层结构以片层结构为主,层中有球形颗粒以及气孔、气隙;涂层的摩擦系数明显低于45号钢,且摩擦系数随时间延长逐渐降低;涂层的摩擦损失率较45号钢高。初步开展了等离子喷涂实验和涂层性能评价。实验发现,涂层主要由橄榄石组成,涂层结构较密实,气孔、气隙较少。涂层自身的粘聚强度为4.48 MPa,涂层与基体的结合强度较好。结果表明,以蛇纹岩为原料,采用等离子喷涂方法在金属基板上制备陶瓷涂层技术上是可行的,但其工艺参数需要进一步优化。