第一階段（2011年第四季度）

　　這一階段主要確定了氧化物陶瓷材料為A1₂0₃、SiO₂、Cr₂0_3，分析三種陶瓷材料粒徑對涂層結構和性能影響，確定了陶瓷涂料體系；形成了陶瓷涂料設計及制備技術總體規范；全面開展了涂層腐蝕和磨蝕機理研究和性能測評試驗，形成專項性能分析報告，在陶瓷涂料體系的基礎上確定了涂料成分的最佳配比；完成了高溫腐蝕磨蝕模擬試驗機和納米溶膠陶瓷涂料制備成套設備設計與制造，如圖4、5所示。

　　同時在這個階段還申請了發明專利1項，申請了耐高溫腐蝕陶瓷涂層商標1項。設備研制成功后，實現了小規模生產，應用面積達到1000m²。

　　第二階段（2012年第一季度）

　　在2011年第四季度研究確立的涂料體系和配方的基礎上，設計具有微孔熱應力釋放結構的陶瓷涂層，滿足在700℃的高溫腐蝕磨損工況下長期使用的陶瓷涂層；針對設計開發的陶瓷涂層，開展在實驗室模擬工況下耐高溫腐蝕和磨蝕的試驗研究，分析材料失效方式，調整涂料配方；開展了陶瓷涂層耐高溫腐蝕磨損試驗研究，形成了陶瓷涂層組織、性能評測報告，通過權威檢測機構檢驗；開發更高效耐高溫腐蝕、磨損和硫酸露點腐蝕的陶瓷涂層，在之前工作的基礎上，形成不同使用工況下的系列陶瓷涂層產品，解決陶瓷低溫燒結技術難題；

圖4納米溶膠陶瓷涂料制各成套設備 圖5耐高溫腐蝕陶瓷涂層檢測設備

　　第三階段（2012年第二季度）

　　重點針對鋼鐵冶煉行業的電爐煙道、煉焦爐煙道、余熱鍋爐，電力行業的發電設備用鍋爐、余熱鍋爐，開展陶瓷涂層在實際工況下高溫腐蝕的現場掛片試驗；通過現場掛片試驗樣品分析，驗證陶瓷涂層的實際使用性能，并針對工程實際問題，提出解決方案；分析在應用施工過程中可能遇到的問題，建立陶瓷涂層的施工與涂層質量檢測標準；建立了耐高溫腐蝕陶瓷涂層的施工與涂層質量檢測標準1項。

　　第四階段（2012年第三季度）

　　開展陶瓷涂層的硫酸露點腐蝕試驗研究，以考核陶瓷涂層低溫條件下的耐腐蝕性能，建立陶瓷涂層耐高溫腐蝕、磨蝕、硫酸露點腐蝕機理模型，形成研究報告；開展了陶瓷涂層在生物質燃料工況下的高溫腐蝕現場掛片試驗，通過現場掛片試樣分析，形成分析報告；完成不同領域和不同使用工況下應用的陶瓷涂層產品技術總結，形成規范產品；

　　第五階段（2012年第四季度）

　　實現耐高溫腐蝕陶瓷涂層的規模生產，全年生產能力達到36t,年產值達到1800萬元；對開發的耐高溫腐蝕陶瓷涂層進行推廣（圖6），在4家企業得到應用，應用面積超過5000m²；完成耐高溫腐蝕陶瓷涂層耐高溫腐蝕、磨蝕、硫酸露點腐蝕機理的研究，形成總體研究報告；匯總各分報告、檢測分析報告、技術規范、專利文件和企業標準等相關文件，開展課題的驗收鑒定工作。

　　圖6產品發布會上展示的耐高溫腐蝕陶瓷涂層

創新點

　　通過設計和控制陶瓷涂層的微孔，來實現對陶瓷涂層在高溫使用過程中帶來的涂層基體不同步的膨脹和收縮引起的應力的釋放。通過添加低溫燒結粘結劑、實現氧化物、硫化物、氮化物在金屬板材上的低溫燒結并形成陶瓷涂層，為達到高致密度采用陶瓷粉料粒徑三至四級級配和添加金屬非金屬高溫氧化致密劑。

　　形成的涂層具有可控尺寸微孔的陶瓷涂層，能使鍋爐內長期耐700℃的高溫磨蝕，并具有不結渣掛灰，提高冷凝管長期熱效率的功能。在鍋爐等高溫導熱部件的防護領域，在傳統的熱噴涂金屬涂層的應用慣例中，引入了陶瓷涂層來進行防護，這是本項目的一個突出應用創新點。

產品應用

　　目前國內主要是噴涂鎳基金屬涂層，或采用不銹鋼來解決余熱鍋爐腐蝕磨損問題，但使用效果不顯著，性價比不高。而我們研發的產品具有易現場施工、成本低、容易反復補涂、耐長時間高溫、耐磨蝕的優勢，可在工業鍋爐耐磨防腐上占據技術優勢和成本優勢，具有其他技術不能比的競爭力。

陶瓷涂層與金屬涂層技術比較

　　（1）工藝技術。金屬涂層采用熱噴涂沉積金屬涂層，而陶瓷涂層采用冷噴涂隨爐升溫燒結；金屬涂層對基體表面處理質量要求高于陶瓷涂層；金屬涂層熱噴涂金屬粉得率較低，為40%~60%。尤其是噴涂曲率半徑較小的曲面時其得率更低，金屬粉浪費較大；陶瓷涂層的施工效率高于金屬涂層；金屬涂層熱噴涂能耗高。

　　（2）性能比較。金屬涂層起始熱效率優于陶瓷涂層，但隨著金屬涂層高溫腐蝕的發生，金屬涂層表面非金屬化，其熱效率開始下降，由于金屬涂層表面非金屬化產生物的熔點較低，易與煙氣流中的礦物顆粒發生礦化反應，甚至形成玻璃體，導致嚴重粘灰、掛渣、結焦，從而降低熱交換效率；金屬涂層耐高溫磨蝕磨損性能低于陶瓷涂層。

　　（3）經濟價值。金屬涂層的施工工藝成本遠高于陶瓷涂層。金屬涂層施工工藝成本約為500~1000元/m²，而陶瓷涂層的約為200~300元/ m²；0.3mm原金屬涂層Ni主基金屬粉成本約為：1200~1500元/ m²。0.15mm厚度的陶瓷涂層的材料成本約為500~600元/m²。

實際應用

　　新型耐高溫磨蝕陶瓷涂層能提高設備運行的可靠性、安全性，延長設備的使用壽命。由于陶瓷涂層不易粘灰、掛渣、結焦使設備保持穩定的熱交換效率，有利于促進企業用戶能源循環利用效率的提高，節支增收、節能降耗、節約鋼鐵資源，降低用戶企業維修工中的勞動強度，改善其工作環境。

　　新型耐高溫腐蝕陶瓷涂層在工業實用工具有不結渣積灰的功能，這是因為陶瓷不易腐蝕、隔絕了金屬與氧和腐蝕介質的反應，保護了金屬不易形成腐蝕層。提高了熱效率2%,實現節能環保的作用。具有很重要的工業應用價值。

　　耐高溫磨蝕陶瓷涂層的目標市場為以下各種熱工設備的熱工部件提供高溫防腐耐磨防護工程施工、技術服務及設備增值管理服務。

　　（1）火力發電鍋爐、工業鍋爐。

　　（2）煤炭焦化余熱鍋爐。

　　（3）生物質能燃料鍋爐。

　　（4）垃圾焚燒鍋爐。

　　（5）鋼鐵行業熱能源循環利用、節能減排設備。

　　（6）有色金屬冶煉余熱鍋爐。

　　（7）熱風爐。

　　目前國內主要是噴涂鎳基金屬涂層，或采用不銹鋼來解決余熱鍋爐腐蝕磨損問題，但使用效果不顯著，性價比不高。而我們研發的產品具有易現場施工、成本低、容易反復補涂、耐長時間高溫、耐磨蝕的優勢，可在工業鍋爐耐磨防腐上占據技術優勢和成本優勢，具有其他技術不能比的競爭力。

　　陶瓷涂層對設備無任何負面作用。由于新型耐高溫腐蝕陶瓷涂層是一項很新的技術，我們在推廣過程中，往往出現進入應用企業的門檻很高，要求有資質、鑒定證書等。而企業早期又難以取得鑒定，因此新技術的應用有一定接受的風險。我們一方面為企業提供防腐涂層在鍋爐上的小試實驗，取得應用效果后再進行擴大使用。另-方面希望政府科技部門搭建橋梁，協助企業推廣應用新技術。通過三方的努力，就能克服課題推廣的風險。

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