不锈钢管内表面钝化膜ALD制备及抗结焦性能

来源期刊：材料热处理学报2020年第7期

论文作者：朱昌发 马大衍

文章页码：167 - 354

关键词：原子层沉积(ALD);钝化层;裂解;抗结焦;积碳;

摘    要：采用原子层沉积（ALD）技术在SS316不锈钢管内壁制备了Al₂O₃、TiO₂和Ru钝化层,研究其对抗结焦性能影响。结果表明:所制备Al₂O₃钝化薄膜相结构为γ-Al₂O₃,TiO₂为锐钛矿结构,Ru为密排六方结构。钝化处理能够延长燃油循环系统工作时间,管内循环燃油在800℃保温过程中,Al₂O₃引起系统压降升高,而TiO₂对系统的压降略有降低。对比TiO₂和未钝化管的结焦形貌,TiO₂钝化处理有效降低了表面焦油滴的尺寸和数量,同时在TiO₂钝化管未发现丝状碳的产生,无定型碳的数量也有所降低,说明TiO₂钝化层有着优异的抗结焦能力。酒精超声清洗后,TiO₂和Ru钝化管胶质层完全脱落,说明其胶质层结构较为疏松或胶质层较薄;Al₂O₃和未钝化管胶质层只存在部分脱落,说明其胶质层和沥青质层结合力较好或有着较厚的胶质层。实验表明,TiO₂和Ru钝化层抗结焦性能优于Al₂O₃钝化层。