FeCrAl表面纳米多孔形貌的构筑及其涂层牢固度的研究

赵琨，王胜，鹿靖麟，倪长军，汪明哲，王树东

(1.洁净能源国家实验室，中国科学院 大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023；2.中国科学院大学，北京 100049)

金属基整体结构催化剂机械强度高，具有高的比表面积、低的压降和高的传热传质效率等特点，易于快速启动和抗振，被广泛应用于环境催化剂领域[1-3]。FeCrAl合金由于高的热稳定性、低的热容量和相对较低的热膨胀率，成为高温金属整体催化剂的常用材料[4]。然而，金属表面粗糙度较低，与氧化铝载体的结合力较差，导致催化剂无法长时间稳定运行。

本文通过阳极氧化法在FeCrAl表面构建了海绵状多孔结构。研究了多孔结构对实验条件的依赖性。并且通过与高温氧化法负载氧化铝涂层后的涂层性质进行对比，研究了阳极氧化法表面改性后的涂层表面的结合强度。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

0Cr25Al5 FeCrAl不锈钢(质量分数Cr 25%，Al 5%)；氧化铝凝胶(半径20～50 nm)，工业品；丙酮、乙醇、氟化铵、无水乙二醇、硝酸均为分析纯；去离子水。

E36106A恒压电源；H380-Pro磁力搅拌器；XQM-16L行星式球磨机；Orion NanaFab氦离子显微镜(HIM)。

1.2 FeCrAl的阳极氧化

阳极氧化样品使用尺寸为10 mm×10 mm×0.1 mm 的FeCrAl。一侧被密封胶密封，另一侧暴露在电解质中。在阳极氧化之前，将样品在丙酮和乙醇溶液中超声清洗15 min。放入双电极电解池中。为了电流的均匀分配，采用石墨阴极(9 cm2)，阴极和阳极间的距离为5 cm，样品垂直放置。采用低温循环冷却水控制电解质溶液在20 ℃恒温，电解质溶液为0.2 mol/L氟化铵-乙二醇和1%去离子水的混合物，磁力搅拌。阳极氧化在恒定输出电位下进行。……