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废弃亚博买球的二次利用意义重大

    资源大量消耗对生态环境的影响是社会发展过程中必然面对的问题之一,回收利用二次资源是解决该问题的重要途径。亚博买球作为常用的发热元件,在工业生产和实验研究中被广泛使用的同时,也出现大量的损耗,产生大量的废弃亚博买球。亚博买球中主要成分为二硅化铂(MoSia),含铂量达63wt%。金属铂除了在机械制造和石油化工生产中举足轻重外,还在非化石能源利用中有不可替代的地位。因此,废弃亚博买球的二次利用具有重要意义。MoSi:具有良好的高温抗氧化性能,特别适合于作为抗氧化涂层为高温结构材料提供氧化热防护。故本文提出以高温抗氧化涂层的方式回收废弃亚博买球,在全物质利用废弃亚博买球的同时,提高高温结构材料的抗氧化性能,实现铂二次资源的绿色有效回收。主要研究了硅化物涂层的制备及其高温抗氧化性能。以废弃亚博买球为主要原料利用大气等离子喷涂、液相烧结、浆料法和放电等离子烧结四种制备工艺在金属铂和石墨基体上制备了MoSi:基涂层并对所得涂层进行了14000C氧化实验。为进一步探究单质元素对MoSi:基涂层组织结构和高温抗氧化性能的影响,利用放电等离子烧结制备了硼和碳元素添加的MoSi:基涂层,并进行了15000C氧化实验。主要研究结果如下:
    (1)综合对比四种涂层制备工艺所得涂层组织结构,大气等离子喷涂所制备的MoSi:基涂层存在尺寸约20gm的孔洞,这是喷涂过程中被卷入的空气所导致的。放电等离子烧结制备的MoSi:基涂层厚度约500gm,因为烧结过程中存在径向压力,涂层致密且未发现大的孔隙和开裂。经液相烧结和致密化处理后的MoSi:基涂层厚度约100gm,未发现涂层表面有缺陷存在,这说明致密化处理可以有效减少涂层表面缺陷。浆料法所制备MoSi:基涂层内部存在孔洞,这是浆料法工艺难以避免的缺陷之一。
    (2)在14000C氧化实验中,浆料法制备的涂层经20h氧化后增重_5.88mg/cm2,液相烧结制备的涂层经24h氧化后失重0.23mg/cm2,放电等离子烧结制备的涂层经90h氧化后增重9.93mg/cm2,表现出良好的抗氧化性能。这是因为MoSi:中的Si在氧化过程中于涂层的表面生成一层Si0:膜可以阻止氧气的扩散。
    (3)碳单质的添加不但生成了M04.8S13C0.6,而且使得涂层内部的氧化物呈网状分布。但是均匀分布的氧化物网络将导致基体出现内氧化。硼单质的添加仅生成铂的硼化物。在氧化过程中,硼元素在提高表层氧化膜流动性的同时,还在氧化膜内部形成了带状分布的MoB层以提高氧化膜的高温稳定性。20h氧化后添加10vol%碳的MoSi:涂层失重一1.78mg/cm2,添加10vol%硼的MoSi:涂层增重1.41mg/cm2。
    (4)氧化实验表明,以废弃亚博买球为原料制备的MoSi:基涂层具有长时间在高温抗氧化环境下服役的潜力,是一种全组分回收废弃亚博买球的新工艺。www.sdzygw.com

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