Хімічно та термостійкі склоемалеві покриття для нагрівальної апаратури

Склоемалеві покриття на сьогоднішній день широко застосовуються для захисту поверхонь сталевих виробів і обладнання, які працюють в різних агресивних середовищах, в умовах різких перепадів температур та при дії атмосферних факторів. Для забезпечення довговічної і надійної роботи побутової нагрівальної апаратури захисні покриття повинні характеризуватися водостійкістю, хімічною та термічною стійкістю, механічною міцністю і відповідати високим вимогам фізіологічного контролю.

Метою даної роботи була розробка складів хімічно і термічностійких склоемалевих покриттів для захисту стальних баків водонагрівальної апаратури, а також встановлення залежності експлуатаційних властивостей розроблених покриттів від їх структури. Забезпечення необхідних показників хімічної та термічної стійкості досягається шляхом регулювання вмісту компонентів склоемалей, які утворюють структуру скла та відповідають за її зв’язність.

Основою хімічно та термічностійких емалей є алюмоборосилікаті стекла. Зміцнюючими структуру елементами є Al⁴⁺ та B⁴⁺. Сумісна наявність алюмінія і бора в стеклах та емалях в умовах надлишку оксидів лужних та лужноземельних металів призводить до утворення єдиного алюмоборокремнекисневого каркасу. Тому в системі Me₂О — MeО — Аl₂О₃ — B₂О₃ — SiО₂ була розроблена серія складів склоемалей, включаючих склоутворювачі SiО₂, B₂О₃, Аl₂О₃, модифікатори Me₂О + MeО та активатори зчеплення.

При проектуванні складів були встановлені структурні характеристики f_Si = 0,31–0,37; ψ_B = 1,5–1,9; а також розраховані значення ТКЛР α = (103–107)·10⁻⁷ град⁻¹. Проведено експериментальне визначення ТКЛР розроблених склоемалей і встановлено, що ТКЛР серії Бn знаходиться в межах α = (105,56–126,5)·10⁻⁷ град⁻¹, що забезпечує сумісність зі стальною основою. Термостійкість покриттів визначали термоциклюванням в режимі 20–200–15 °С. Розроблені покриття витримували більш 5 термоциклів, що відповідає вимогам європейських стандартів DIN 4753/3. Хімічну стійкість згідно з DIN 4753/3 визначали за дією на покриття 10 % розчину HCl впродовж 1 години. Стійкість покриттів Бn відповідає класу АА.