一种热喷涂涂层封孔剂的评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种热喷涂涂层封孔剂的评价方法，包括：（1）采用等离子喷涂设备在试样表面喷涂绝缘涂层，所述试样的基体材料为导电材料，所述涂层为绝缘材料；（2）采用绝缘封孔剂对上述试样表面的绝缘涂层进行封孔处理；（3）对封孔后的涂层进行抛磨处理；（4）对抛磨后的涂层进行浸泡处理；（5）将浸泡后的涂层擦拭干净，利用电阻测量仪测量基体与涂层之间的电阻；（6）根据测量得到的电阻判断封孔剂的封孔效果。本发明可简单、快速的评判封孔剂的优劣，对封孔后的样品在3小时内可给出评定，不需要时刻监控样品表面的变化以及复杂的设备和较长的试验周期，并且实施简便、操作周期短、界定明确。
【专利说明】一种热喷涂涂层封孔剂的评价方法
【技术领域】
[0001]本发明属于表面处理【技术领域】，更具体地，涉及一种热喷涂涂层封孔剂的评价方法。
【背景技术】
[0002]目前常用的封孔剂评价方法主要有两种:1、浸泡腐蚀评价，将封孔后的试样浸泡于酸、碱或盐溶液中(或涂层实际应用的环境介质溶液)，经过一定时间后观察试样或溶液因腐蚀而发生的颜色变化，并记录发生变化时的时间，依据时间的长短判定封孔剂的有效性。该方法的主要缺点是试样或溶液颜色变化的时间界定不明确，而且有些腐蚀不一定会产生颜色变化，容易引起评价不准确现象，且需要长时间持续观察试样或溶液的变化。2、盐雾腐蚀评价，按照GB/T10125-1997规定的内容进行评价，该方法与浸泡腐蚀评价类似，以试样表面发生变化时的时间作为封孔剂失效时刻或腐蚀失重等评价。盐雾腐蚀评价涂层封孔剂的主要缺点是试验周期较长(热喷涂涂层耐蚀性较强，一般需要一个月时间)、试验准备工作繁琐，对于非涂层面需要进行遮蔽防腐蚀处理，以免影响试验结果；试验过程中需保证喷雾不间断、溶液的PH值要随时监控，超出范围时需要用化学试剂调整。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种实施简便、操作周期短、界定明确的热喷涂涂层封孔剂的评价方法。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种热喷涂涂层封孔剂的评价方法，所述方法包括以下步骤:
[0005](I)采用等离子喷涂设备在试样表面喷涂绝缘涂层，所述试样的基体材料为导电材料，所述涂层为绝缘材料；
[0006](2)采用绝缘封孔剂对上述试样表面的绝缘涂层进行封孔处理；
[0007](3)对封孔后的绝缘涂层进行抛磨处理；
[0008](4)对抛磨后的绝缘涂层进行浸泡处理；
[0009](5)将浸泡后的绝缘涂层擦拭干净，利用电阻测量仪测量基体与绝缘涂层之间的电阻；
[0010](6)根据测量得到的电阻判断封孔剂的封孔效果。
[0011]优选地，所述步骤(3)中抛磨后的绝缘涂层厚度为0.2-0.4_。
[0012]具体地,所述步骤(4)中的浸泡处理具体为:将试样浸泡于浓度为3_10%NaCl溶液中，浸泡时间为1.5-3小时。
[0013]优选地，所述NaCl溶液浓度为5%，浸泡时间为2小时。
[0014]优选地，所述绝缘封孔剂为醇酸清漆，或者氨基醇酸，或者聚四氟乙烯。
[0015]具体地，所述步骤(6)具体为:判断步骤(5)中测量得到的电阻是否大于设定的临界电阻值，如果大于，则认为封孔剂的封孔效果满足要求。[0016]优选地，所述临界电阻值为5兆欧。
[0017]优选地，所述步骤(I)中绝缘涂层的材料选用AT20喷涂粉末，具体成为TiO2占20.0%，余量为Al2O3，涂层厚度为0.3mm，所述步骤(3)中抛磨后的绝缘涂层厚度为0.2mm。
[0018]优选地，所述步骤(I)中涂层的绝缘材料选用AT13喷涂粉末，具体成为TiO2占13.0%，余量为Al2O3，涂层厚度为0.5mm，所述步骤(3)中抛磨后的绝缘涂层厚度为0.4mm。
[0019]本发明可简单、快速的评判封孔剂的优劣，对封孔后的样品在3小时内可给出评定，不需要时刻监控样品表面的变化以及复杂的设备和较长的试验周期。也可模拟涂层实际使用的环境选择相应的溶液浸泡。另外还可增加加热设备，同时验证封孔剂的耐热性能。O
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的测量示意图；
[0021]图2为未封孔的涂层示意图；
[0022]图3为封孔及抛磨后的涂层示意图；
[0023]图4为封孔涂层浸泡后的示意图；
[0024]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0025]1-绝缘涂层2-导电基体3-孔隙。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]本发明可选用任意绝缘涂层作为封孔剂实施涂层，可选用任意绝缘封孔剂作为实施封孔剂，但基体材料须导电。
[0028]本发明原理:该方法主要利用绝缘涂层具有固定的电阻以及涂层存在孔隙为前提条件，对等离子喷涂的氧化铝涂层进行不同封孔剂的施工。未封孔的涂层在液体环境中由于离子的渗入导致绝缘涂层电阻大幅度下降，甚至导电失效。封孔后的涂层由于封孔剂的有效渗入对绝缘涂层的电阻产生积极影响，对比封孔前后绝缘涂层电阻的变化，可对封孔剂进行优劣评价。
[0029]本发明评价方法:对封孔后的涂层进行抛光处理，抛磨后的涂层厚度为0.2-0.4_。将该涂层浸泡于3-10%NaCl溶液中1.5-3小时后擦拭干净试样(也可进行加热浸泡，检验封孔剂的耐热性)。如图1所示，本发明可利用电阻测量仪测量该涂层与基体之间的电阻，根据实际应用需要选择一定的电阻值为评判标准，大于该电阻值即可认为该封孔剂有效，数值越大则封孔效果越好，小于该电阻值则认为该封孔剂失效。
[0030]本发明的绝缘涂层成分可以为Al203_Ti02(AT20)，具体成分为:Ti02:20.0%, Al2O3:余量。也可选用任一氧化铝系列绝缘涂层或其他绝缘涂层作为封孔剂实施、评价涂层。本发明中的NaCl溶液也可根据涂层的使用环境作出更改，比如也可采用酸性或碱性溶液。该氧化铝涂层利用等离子喷涂设备制备。[0031]利用电阻测量仪测量该涂层与基体之间的电阻时，优选以5兆欧为评判标准，大于5兆欧即可认为该封孔剂有效，数值越大则封孔效果越好；小于5兆欧则认为该封孔剂失效。
[0032]本发明具体实施工艺如下:
[0033](I)、等离子喷涂绝缘涂层制备，试样大小、形状不受限制，方便喷涂以及后续的抛磨即可，但基体材料须导电。如图2所示，为未孔的涂层示意图。
[0034]( 2 )、对喷涂后的涂层进行封孔处理，封孔工艺按照封孔剂说明进行操作。
[0035](3)、对封孔后的涂层进行抛磨处理，抛磨处理的作用是为了减少涂层表面残留封孔剂对电阻测量的影响，尽可能接近涂层实际使用工况；另外也可对涂层进行不同厚度的抛磨处理，判断封孔剂的有效渗入厚度。如图3所示，为封孔及抛磨后的涂层示意图。
[0036](4)、对抛磨后的涂层进行浸泡处理，将试样浸泡于3_10%NaCl溶液中1.5-3小时，NaCl溶液浓度优选为5%。由于氯离子具有极强的穿透性，因而如果封孔剂效果较差的话，涂层电阻将大幅度降低。未封孔的试样在2小时左右由于离子的渗入导电失效，因而优选以2小时作为浸泡的临界时间。如图4所示，为封孔涂层浸泡后的示意图。
[0037](5)、测量，将浸泡后的涂层擦拭干净，利用电阻测量仪测量基体与涂层之间的电阻，优选以5兆欧作为评定的临界电阻值，多次测量以最小值为起始值。为了保证测量的准确性电阻测量仪可选择O?500兆欧的量程。如图1所示，为本发明测量测量基体与涂层之间的电阻的示意图。
[0038]( 6 )、根据测量得到的电阻判断封孔剂的封孔效果。
[0039]具体地，可根据判断步骤(5)中测量得到的电阻是否大于设定的临界电阻值，如果大于，则认为封孔剂的封孔效果满足要求。优选地，所述临界电阻值为5兆欧。优选以5兆欧为评判标准，大于5兆欧即可认为该封孔剂有效，数值越大则封孔效果越好；小于5兆欧则认为该封孔剂失效。
[0040]以下为基于本发明热喷涂涂层封孔剂的评价方法所构建的优选实施例，根据下述实施例，对本发明方法进行详细描述:
[0041]实施例1
[0042]本实施例提供了三种封孔剂以及以未封孔涂层作为参照的评价实例，具体流程如下:
[0043]①、绝缘涂层制备，选用AT20喷涂粉末，利用等离子喷涂设备进行喷涂，喷涂参数为:I:700A, Ar:45psi, H2:70psi，载气:50psi，粉盘转速:3.0 转 / 分，枪距:95mm。涂层厚度0.30mm,共四件。
[0044]②、封孔处理，将醇酸清漆、氨基醇酸、聚四氟乙烯三种封孔剂按照说明书进行封孔处理，彻底固化后进行下步操作。
[0045]③、抛磨处理，对固化后的试样以及未封孔试样进行抛磨处理，涂层抛磨掉约
0.1mm0
[0046]④、浸泡，将四个抛磨后的试样浸泡于5%NaCl溶液中2小时。
[0047]⑤、测量，将浸泡后的试样擦拭干净，将电阻测量仪的测量端分别连接涂层表面和基体进行测量。
[0048]⑥、评价，未封孔的试样浸泡后的电阻为O?0.5兆欧，聚四氟乙烯试样的电阻为I?5兆欧，醇酸清漆试样为5?20兆欧，氨基醇酸为30?50兆欧。以5兆欧作为评定的临界电阻值，可认为醇酸清漆和氨基醇酸这两种封孔剂满足涂层使用要求，而氨基醇酸要优于醇酸清漆。
[0049]实施例2
[0050]与实施例1相同，但其步骤I中绝缘涂层选用AT13喷涂粉末，具体成分为=TiO2:13.0%，Al2O3:余量。涂层厚度为0.5mm，抛光后的涂层厚度为0.4mm。
[0051 ] 其步骤6评价部分如下:
[0052]未未封孔的试样浸泡后的电阻为O?2兆欧，聚四氟乙烯试样的电阻为3?5兆欧，醇酸清漆试样为8?30兆欧，氨基醇酸为40?65兆欧。以5兆欧作为评定的临界电阻值，可认为醇酸清漆和氨基醇酸这两种封孔剂满足涂层使用要求，而氨基醇酸要优于醇酸清漆。
[0053]实施例3
[0054]与实施例1相同，但其步骤I中涂层厚度为0.4mm ;步骤3中涂层抛磨掉约0.15mm。
[0055]其步骤6评价部分如下:
[0056]未封孔的试样浸泡后的电阻为O?0.5兆欧，聚四氟乙烯试样的电阻为I?5兆欧，醇酸清漆试样为6?20兆欧，氨基醇酸为30?55兆欧。以5兆欧作为评定的临界电阻值，可认为醇酸清漆和氨基醇酸这两种封孔剂满足涂层使用要求，而氨基醇酸要优于醇酸清漆。
[0057]实施例4
[0058]与实施例1相同，但其步骤4中的NaCl溶液浓度为10%，浸泡时间为3小时。
[0059]其步骤6评价部分如下:
[0060]未封孔的试样浸泡后的电阻为O?0.3兆欧，聚四氟乙烯试样的电阻为I?3兆欧，醇酸清漆试样为3?6兆欧，氨基醇酸为20?40兆欧。以5兆欧作为评定的临界电阻值，可认为只有氨基醇酸封孔剂满足涂层使用要求。
[0061]实施例5
[0062]与实施例1相同，但其步骤4中的NaCl溶液浓度为3%，浸泡时间为3小时。
[0063]其步骤6评价部分如下:
[0064]未封孔的试样浸泡后的电阻为O?0.8兆欧，聚四氟乙烯试样的电阻为2?5兆欧，醇酸清漆试样为6?23兆欧，氨基醇酸为22?45兆欧。以5兆欧作为评定的临界电阻值，可认为醇酸清漆、氨基醇酸封孔剂满足涂层使用要求，而氨基醇酸要优于醇酸清漆。
[0065]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种热喷涂涂层封孔剂的评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)采用等离子喷涂设备在试样表面喷涂绝缘涂层，所述试样的基体材料为导电材料，所述涂层为绝缘材料； (2)采用绝缘封孔剂对上述试样表面的绝缘涂层进行封孔处理； (3)对封孔后的绝缘涂层进行抛磨处理； (4)对抛磨后的绝缘涂层进行浸泡处理； (5)将浸泡后的绝缘涂层擦拭干净，利用电阻测量仪测量基体与绝缘涂层之间的电阻； (6)根据测量得到的电阻判断封孔剂的封孔效果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中抛磨后的绝缘涂层厚度为0.2-0.4mm。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的浸泡处理具体为:将试样浸泡于浓度为3-10%NaCl溶液中，浸泡时间为1.5-3小时。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述NaCl溶液浓度为5%，浸泡时间为2小时。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述绝缘封孔剂为醇酸清漆，或者氨基醇酸，或者聚四氟乙烯。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)具体为:判断步骤(5)中测量得到的电阻是否大于设定的临界电阻值，如果大于，则认为封孔剂的封孔效果满足要求。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述临界电阻值为5兆欧。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中绝缘涂层的材料选用AT20喷涂粉末，具体成为TiO2占20.0%，余量为Al2O3,涂层厚度为0.3mm,，所述步骤(3)中抛磨后的绝缘涂层厚度为0.2mm。
9.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中涂层的绝缘材料选用AT13喷涂粉末，具体成为TiO2占13.0%，余量为Al2O3,涂层厚度为0.5mm,所述步骤(3)中抛磨后的绝缘涂层厚度为0.4mm。
【文档编号】C23C4/18GK103743788SQ201310736938
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】任武, 贺会群, 谭文锋, 袁文才, 石成刚, 罗刚 申请人:中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所