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研究生:楊淑梅
研究生(外文):Shu-Mei Yang
論文名稱:以溶膠-凝膠程序製備無機複合膜之抗高溫氧化及防蝕性質研究
論文名稱(外文):Investigation of the Sol-Gel Inorganic Films for Oxidation Resistance and Corrosion Protection
指導教授:鍾財王鍾財王引用關係
指導教授(外文):Tsair-Wang Chung
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:二氧化矽二氧化鈦氧化腐蝕溶膠-凝膠程
外文關鍵詞:TiO2SiO2corrosionoxiationsol-gel process
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本研究主要是利用溶膠-凝膠程序以浸漬方式製備TiO2-SiO2無機複合膜,起始溶液為Ti(OC2H5)4及Si(OC2H5)4(TEOS)之金屬烷氧化物。藉由改變Ti(OC2H5)4的添加量,以製備不同組成的被覆溶液。經由DSC、TGA與FTIR分析以了解不同溫度的溶凝膠之熱行為及官能基消長情形,並藉由SEM觀察被覆膜外觀特性與均質程度之差異。由高溫氧化測試,發現TiO2- SiO2膜確實具有良好的抗氧化性,而未被覆基材經XRD分析發現,會在基材表面產生Cr2O3 和Fe2O3 的氧化物。在硫酸腐蝕測試中發現,被覆膜的抗腐蝕性會因為其製備條件不同而有所差異,如不同組成的TiO2- SiO2膜、不同燒結溫度及時間。藉由不同操作條件下所製備之被覆基材的腐蝕測試後,發現當TiO2/SiO2莫耳比為0.55,於750℃,3hr燒結所製備之被覆膜具有最佳的抗腐蝕性。
The TiO2-SiO2 films were prepared on a stainless steel by dip- coating from the titania and silica alkoxide solutions. The different coating solutions were prepared by changing the amount of Ti(OC2H5) 4 . To determine the thermal properties and mechanism of the sol-gel process at different temperatures, DSC, TGA and FTIR were used. The coating surface was analized by SEM to determine the features and homogeneity of the films. After the high temperature oxidation, the TiO2-SiO2 films show good oxidation resistance. However, the Cr2O3 and Fe2O3 were formed on the surface of the uncoated samples. The corrosion resistance of the films depend on different composes, sintered temperatures and times was observed in the corrosion tests. Under the operating conditions of this study, the better corrosion resistance film was prepared at TiO2/SiO2 for 0.55 , sintered temperature at 750℃for 3h. The TiO2-SiO2 films coated on stainless steel 304 result in a good resistant oxidation or corrosion.
總目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
總目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅷ
第一章 前言 1
第二章 理論背景及文獻回顧 5
2.1 溶膠-凝膠法之原理與應用 5
2.1.1 溶膠-凝膠法之發展與現況 5
2.1.2 溶膠-凝膠反應程序(Sol-Gel process)6
2.2 被覆膜的製備及應用 8
2.2.1 溶膠-凝膠法製備被覆膜 8
2.2.2 被覆膜方式 9
2.2.3 熱處理程序 11
2.3 腐蝕理論與背景 13
2.3.1腐蝕的化學與電化學原理 13
2.3.2高溫腐蝕機制 15
2.3.3 腐蝕的測量 17
2.4 被覆膜之抗腐蝕應用 17
2.4.1 被覆防蝕原理 17
2.4.2 高溫氧化之研究 18
2.4.3 防蝕性之研究 22
第三章 實驗方法與分析設備 30
3.1 溶膠的製備程序 30
3.1.1 實驗藥品 30
3.1.2 製備方法 31
3.2 基材的準備 31
3.2.1 基材的選取 31
3.2.2 基材的尺寸 31
3.2.3 基材的前處理 32
3.3 被覆膜的製備程序 32
3.3.1 被覆膜的製備 32
3.3.2 被覆基材的熱處理 32
3.4 腐蝕測試 33
3.4.1 高溫腐蝕測試 33
3.4.2 硫酸腐蝕測試 34
3.5 實驗與分析儀器 34
第四章 實驗結果與討論 42
4.1 DSC與DTA分析 42
4.2 FTIR分析 44
4.3 XRD分析 50
4.4 溶液組成與被覆膜厚度之關係 54
4.5 被覆膜之製備參數對於抗氧化之影響 56
4.6被覆膜之製備參數對於防蝕性之影響 61
4.7偏光顯微鏡 68
4.8 SEM分析 68
第五章 結論 76
參考文獻 78
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