安徽工業(yè)大學先進金屬材料綠色制備與表面技術(shù)教育部重點實驗室教授張世宏團隊開展生物質(zhì)發(fā)電鍋爐四管表面防護研究，揭示了涂層在堿氯環(huán)境中的腐蝕機理及失效機制。日前，該研究成果發(fā)表于《腐蝕科學》。

“生物質(zhì)發(fā)電已成為降低煤電裝機量以及實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要途徑，然而由于生物質(zhì)中堿金屬（鉀、鈉等）和氯元素含量較高，在燃燒過程中容易形成堿金屬氯化物鹽。常用的高鉻合金涂層表面的氧化物會因堿性鉻酸鹽的形成而遭到破壞，且在‘氯活性腐蝕’機制中，腐蝕性物質(zhì)有時會穿過氧化物層導致涂層內(nèi)氧化或氯化，對鍋爐管道形成劇烈腐蝕，限制了高裝機容量、高熱交換效率超臨界鍋爐發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。”張世宏說。

鑒于此，開展堿氯腐蝕環(huán)境中涂層的腐蝕性能及機理研究，研發(fā)耐堿氯腐蝕的新型涂層材料和技術(shù)，非常有必要。

為解決堿氯鹽破壞材料保護層這一難題，研究團隊使用超音速火焰噴涂技術(shù)在鍋爐鋼表面分別制備了NiCrAlY及NiCrBSi涂層，在提升鍋爐鋼耐高溫腐蝕性能的同時，探究了Cr、Al和Si元素在高溫過程中的氧化順序和氧化機理，從氧化熱力學和動力學角度重點考察了不同物相和結(jié)構(gòu)涂層經(jīng)歷堿氯腐蝕后的氧化膜性質(zhì)（如厚度、連續(xù)性、致密程度和晶體結(jié)構(gòu)）及形成、消耗和再生機制，揭示了涂層在堿氯環(huán)境中的腐蝕機理及失效機制。

研究工作為該領(lǐng)域防護涂層選擇及其他新型涂層的設計提供了實驗基礎(chǔ)及理論依據(jù)，有助于“雙碳”目標的實現(xiàn)。（記者 溫才妃 通訊員 鄭材）