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Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2007

01.09.2007 | Original Paper

Preparation of compact Al2O3 film on metal for oxidation resistance by polyvinylpyrrolidone

verfasst von: Chengbin Jing, Xinguang Xu, Jinxia Hou

Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology | Ausgabe 3/2007

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Abstract

Oxidation resistance of metal at high temperature can be improved by an environmentally friendly solution deposition approach. Stable precursor solution with high oxide concentration, favorable viscosity and low surface tension was prepared using aluminum sec-butoxide (ASB) and polyvinylpyrrolidone (PVP) as starting raw materials. Alumina sol-gel films were deposited onto metal by spin-coating followed by heat treatment. When PVP was added according to an amount of 50 mg/mL into a sol with an ASB/H2O molar ratio of 1:35, the as-obtained sol exhibited favorable gelation time and viscosity. The surface tension of the alumina sol with PVP was examined to be lower by 32% than the sol (ASB:H2O = 1:100) without PVP. TG-DTA analyses show the densification of the alumina gel film with PVP was progressed within a wide temperature range from 200 to 650 °C. Crack-free Al2O3 film with a thickness up to 1.5 μm was successfully produced on metallic substrate by three spin-coating cycles. SEM and XRD analyses revealed the gel film transformed into compact α-Al2O3 material after calcined at 1,000 °C for 0.5 h. The weight gained by the samples during firing at 1,000 °C indicated that the Al2O3 coating film could reduce the rate of oxidation by ∼81%. The hardness of the Al2O3 film coated metal was higher by 260% than the uncoated metal that was calcined at 1,000 °C for 0.5 h. It was confirmed by adhesion test that both the alumina/PVP hybrid film and the as-produced α-Al2O3 coating film had strong adhesion.

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Metadaten
Titel
Preparation of compact Al2O3 film on metal for oxidation resistance by polyvinylpyrrolidone
verfasst von
Chengbin Jing
Xinguang Xu
Jinxia Hou
Publikationsdatum
01.09.2007
Erschienen in
Journal of Sol-Gel Science and Technology / Ausgabe 3/2007
Print ISSN: 0928-0707
Elektronische ISSN: 1573-4846
DOI
https://doi.org/10.1007/s10971-007-1579-x

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