获奖项目名称：

液态金属环境用耐腐蚀抗磨损金属陶瓷复合涂层

第一完成单位：

辽宁科技大学

项目联系人：

余中狄

联系人电话：

15204060498

联系人邮箱：

yzdneu2018@163.com

项目简介：

  该项目属于高温防护涂层技术领域，主要涉及高温液态金属腐蚀、高温防护涂层设计以及涂层高温减摩自润滑等科学技术问题，围绕热端部件在液态金属环境中的高温腐蚀磨损与防护，开发新型耐腐蚀、低磨耗的金属陶瓷复合涂层。针对Al、Zn、Mg为代表的低熔点活泼金属在熔铸加工引起的生产设备腐蚀、磨损等问题，本项目设计了一系列金属陶瓷复合涂层：
  （1）贵金属掺杂调控氮化铬系金属陶瓷复合涂层。通过调控涂层晶粒取向，改善涂层耐磨性，并在氮化铬系涂层沉积过程中掺杂贵金属Pt、Ir，由贵金属原子阻断晶粒共格外延生长，提升涂层的组织致密性以及阻扩散能力，形成致密的微纳结构及光滑表面，显著提高传统氮化物陶瓷的耐磨性及耐蚀性；
  （2）纳米金属颗粒增韧铝硅酸盐金属陶瓷复合涂层。通过高韧性纳米金属颗粒复合，提高涂层抗热冲击性，调控铝硅酸盐陶瓷与合金基体界面反应，形成界面化学结合，但避免界面非稳态陶瓷相的形成，抑制热裂纹萌生，提高涂层长期服役稳定性；
  （3）耐磨自润滑型硅酸盐陶瓷基复合涂层。借助外部摩擦载荷，调控铝硅酸盐金属陶瓷涂层成分及其与液态金属环境的化学反应，在磨损过程中原位形成纳米晶减磨釉质层，转移摩擦载荷，实现液态金属腐蚀磨损环境下的自防护。
  （4）界面自隔离高温耐腐蚀陶瓷基复合涂层。通过液态金属环境下的腐蚀活度自发调控设计，利用金属陶瓷涂层与液态Zn/Al合金反应形成的微纳多孔层，降低反应前沿活度；并借助腐蚀过程中形成的气相产物，实现对液态金属的物理隔离，大幅度降低陶瓷基复合涂层在液态金属中的腐蚀速度。
  项目成果发表科技论文23篇，其中SCI论文20篇，EI论文3篇，受理及授权国家发明专利6项。截止2022年12月液态锌，铝，镁环境用耐蚀减磨金属陶瓷涂层被应用于中国兵器工业集团第五九研究所、中信重工重铸铁业公司、西安稀有金属材料研究院有限公司批量生产铝、镁、铸铁等产品的浇注成型，实现了批量应用，产生2.8亿元经济社会价值。