本發(fā)明一般地涉及一種防結(jié)焦的催化材料、一種保護(hù)制品防止結(jié)焦的方法以及一種有防結(jié)焦涂層的制品。

背景技術(shù)：

在液態(tài)燃料或二元燃料燃燒系統(tǒng)中，結(jié)焦是一種常見的現(xiàn)象。例如，在液態(tài)燃料燃燒的過程中，焦炭可能會堆積在燃?xì)廨啓C(jī)或發(fā)動機(jī)的噴嘴表面。由于噴嘴內(nèi)過熱以及燃料滯留時間長的原因?qū)е氯剂习l(fā)生化學(xué)分解，可能會在噴嘴內(nèi)部燃料通道上以含碳物質(zhì)沉積(也就是焦炭沉積)的方式發(fā)生內(nèi)部結(jié)焦。由于在外表面發(fā)生燃料蒸餾和/或液相反應(yīng)導(dǎo)致含碳物質(zhì)的沉積，在噴嘴的熱的外表面也可能因此發(fā)生外部結(jié)焦或碳化。由于焦炭的堆積，噴嘴的表面會逐漸形成一層結(jié)焦層，這可能會降低燃燒系統(tǒng)的效率，甚至導(dǎo)致潛在的安全問題。而且，焦炭的堆積會對噴嘴的物理性能產(chǎn)生不利的影響，使持久強(qiáng)度、抗冷熱疲勞性、延展性等機(jī)械性能退化。因此，需要定期進(jìn)行除焦。然而除焦操作可能會打斷生產(chǎn)過程，提高運(yùn)行成本。

有多種方法被考慮用來消除由于焦炭堆積燃?xì)廨啓C(jī)或發(fā)動機(jī)的噴嘴等元部件上帶來的危害。這些方法包括：從冶金角度入手，升級噴嘴金屬基體材料；對雙孔噴嘴進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以克服噴嘴的次級燃料通道內(nèi)部結(jié)焦的問題；對噴嘴內(nèi)表面進(jìn)行選擇性預(yù)處理；使用惰性表面涂層；催化氣化焦炭生成CO/CO₂和氫氣。比如，類鈣鈦礦氧化物L(fēng)a₂NiO₄是一種已知的碳顆粒物燃燒或碳?xì)浠衔镅趸磻?yīng)催化劑，被用于焦炭催化燃燒。然而，即便有La₂NiO₄的存在，焦炭燃燒的溫度仍然較高。

盡管上述的一些方法已經(jīng)在工業(yè)中普遍應(yīng)用，人們?nèi)匀黄谕幸环N新的方法，能避免或彌補(bǔ)前述方法之不足，并且能成功的減少或消除結(jié)焦。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，一種防結(jié)焦的催化材料包括表達(dá)式為A_n+1B_nO_3n+1的類鈣鈦礦化合物。其中，A為A位物質(zhì)，包括至少一種稀土金屬，還包括A位摻雜物，該A位摻雜物包括鋰、鈉、鉀、銣、銫、或它們的組合；B為B位物質(zhì)，包括至少一種過渡族金屬，O為氧，n≥1。

另一方面，一種用來保護(hù)制品的表面以防其由于暴露于燃料燃燒環(huán)境而結(jié)焦的方法，包括在所述表面涂覆防結(jié)焦的催化材料，該催化材料包括表達(dá)式為A_n+1B_nO_3n+1的類鈣鈦礦化合物。其中，A為A位物質(zhì)，包括至少一種稀土金屬，還包括A位摻雜物，該A位摻雜物包括鋰、鈉、鉀、銣、銫、或它們的組合；B為B位物質(zhì)，包括至少一種過渡族金屬，O為氧，n≥1。

另一方面，一種制品包括金屬基體及所述金屬基體上的涂層，該涂層包括表達(dá)式為A_n+1B_nO_3n+1的類鈣鈦礦化合物。其中，A為A位物質(zhì)，包括至少一種稀土金屬，還包括A位摻雜物，該A位摻雜物包括鋰、鈉、鉀、銣、銫、或它們的組合；B為B位物質(zhì)，包括至少一種過渡族金屬，O為氧，n≥1。

附圖說明

當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在附圖中，相同的元件標(biāo)號在全部附圖中用于表示相同的部件，其中：

圖1顯示了在例1中平行測試的LaNiO₃、La_0.95K_0.05NiO₃和La_0.95Na_0.05NiO₃催化燃燒焦炭產(chǎn)生的CO₂強(qiáng)度信號。

圖2顯示了在例2中平行測試的La₂NiO₄和La_1.9K_0.1NiO₄催化燃燒焦炭產(chǎn)生的CO₂強(qiáng)度信號。

圖3顯示了在例3中平行測試的La₂NiO₄、La_1.9Sr_0.1NiO₄和La_1.9Sr_0.2NiO₄催化燃燒焦炭產(chǎn)生的CO₂強(qiáng)度信號。

圖4顯示了在例4中平行測試的La₂NiO₄、La_1.8Ba_0.2NiO₄、La_1.6Ba_0.4NiO₄和La_1.3Ba_0.7NiO₄催化燃燒焦炭產(chǎn)生的CO₂強(qiáng)度信號。

圖5A顯示了示例二中獲得的La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層的微觀結(jié)構(gòu)。

圖5B顯示了在原油焙燒試驗(yàn)的每一個循環(huán)中分別在示例二中所獲得的La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層上和在一個沒有涂層的裸板上稱得的的焦渣重量的對比。

具體實(shí)施方式

除非另作定義，在本說明書和權(quán)利要求書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”或者“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。本文中所使用的近似性的語言可用于定量表述，表明在不改變基本功能的情況下可允許數(shù)量有一定的變動。因此，用“大約”、“左右”等語言所修正的數(shù)值不限于該準(zhǔn)確數(shù)值本身。此外，在“約第一數(shù)值到第二數(shù)值”的表述中，“約”同時修正第一數(shù)值和第二數(shù)值兩個數(shù)值。在某些情況下，近似性語言可能與測量儀器的精度有關(guān)。本發(fā)明中所提及的數(shù)值包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數(shù)值，此處假設(shè)任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。

本文中列舉的所有的從最低值到最高值之間的數(shù)值，是指當(dāng)最低值和最高值之間相差兩個單位以上時，最低值與最高值之間以一個單位為增量得到的所有數(shù)值。比如，像溫度、氣壓、時間等類似的組件的數(shù)量和過程的數(shù)值等，當(dāng)我們說1到90時，指代的是例如15到85、22到68、43到51、30到32等類似的枚舉數(shù)值。當(dāng)數(shù)值小于1時，一個單位可以是0.0001、0.001、0.01 或0.1。這里只是做為特殊舉例來說明。在本文中列舉出的數(shù)字是指用類似的方法得到的在最大值和最小值之間的所有可能的數(shù)值組合。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及減少或消除在燃料，特別是液態(tài)燃料和二元燃料燃燒環(huán)境中使用的，例如，在燃?xì)廨啓C(jī)或發(fā)動機(jī)的液態(tài)燃料燃燒環(huán)境中使用的金屬制品上的焦炭堆積的方法。該方法涉及使用一種具有很好的抗結(jié)焦性能的鈣鈦礦相關(guān)化合物，其可用作抗結(jié)焦催化材料涂覆于制品的金屬基體上以形成抗結(jié)焦涂層。

所述鈣鈦礦相關(guān)化合物的簡化表達(dá)式為A_n+1B_nO_3n+1，其中，A為占據(jù)A位(氧四面體間隙)的A位材料，B為占據(jù)B位(氧八面體間隙)B位材料，O為氧，n≥1。所述鈣鈦礦相關(guān)化合物可包括鈣鈦礦、或者類鈣鈦礦氧化物，如被稱為Ruddlesden-Popper相的層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。特別地，當(dāng)n趨于無窮大時，獲得的是鈣鈦礦，其簡化表達(dá)式為ABO₃。將鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)或銫(Cs)作為所述鈣鈦礦相關(guān)化合物的A位摻雜物可以提升對其焦炭燃燒的催化活性，降低碳等含碳材料的起燃點(diǎn)(即碳質(zhì)材料開始燃燒的最低溫度)，和/或提高碳質(zhì)材料的燃燒速度。當(dāng)所述鈣鈦礦相關(guān)化合物A_n+1B_nO_3n+1的A包括至少一種稀土元素和一種包括Li、Na、K、Rb、Cs或其組合的A位摻雜物，而B包括至少一種過渡金屬時，其對焦炭燃燒具有很好的催化活性，可以降低碳等含碳材料的起燃點(diǎn)，比如，從約600℃降到低于400℃或者是低于300℃。因此，在所述鈣鈦礦相關(guān)化合物存在的情況下，焦炭或石油殘?jiān)梢栽谳^低的溫度下進(jìn)行燃燒，因而即使燃料的燃燒發(fā)生在相對較低的溫度，仍然可用所述鈣鈦礦相關(guān)化合物有效地阻止焦炭堆積。

本文所述的“稀土金屬”是指化學(xué)元素周期表中的十七個元素組成的集合，包括鈧(Sc)、釔(Y)、十五個鑭系和它們的任何組合。其中，所述十五個鑭系元素包括鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm,銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。本文所述的“過渡金屬”指的是化學(xué)元素周期表中三 到十二主族的元素，包括鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、锝(Tc)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎘(Cd)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)、錸(Re)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、金(Au)、汞(Hg)。

在一些實(shí)施例中，所述表達(dá)式A_n+1B_nO_3n+1中的A包括La和A位摻雜物，其中該A位摻雜物包括Li、Na、K、Rb、Cs或它們的組合。在一些具體的實(shí)施例中，所述表達(dá)式A_n+1B_nO_3n+1中的A包括La和A位摻雜物，其中該A位摻雜物包括Na、K或它們的組合。在一些實(shí)施例中，所述表達(dá)式A_n+1B_nO_3n+1中的B包括Mn、Co、Ni或它們的組合。在一些具體的實(shí)施例中，所述表達(dá)式A_n+1B_nO_3n+1中的B包括Ni。一些合適的鈣鈦礦相關(guān)化合物的例子包括La_0.95K_0.05NiO₃、La_0.95Na_0.05NiO₃、La_1.9K_0.1NiO₄、La_1.6K_0.2Sr_0.2NiO₄和La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄。

在一些實(shí)施例中，所述A位摻雜物在所述A位材料的總量中的摩爾百分含量大于0％而不大于99％。在一些具體的實(shí)施例中，所述A位摻雜物在所述A位材料的總量中的摩爾百分含量在約0.5％到約20％的范圍。

在實(shí)際使用中，通常將所述鈣鈦礦相關(guān)化合物作為抗結(jié)焦催化材料涂覆于制品的金屬基體上形成抗結(jié)焦涂層。由于涂層通常在接近所述催化材料的熔點(diǎn)時形成，因此對于最大耐受溫度低于所述催化材料熔點(diǎn)的金屬基體來說，要在其表面形成所述催化材料的涂層是極具挑戰(zhàn)性的。可采用一種無機(jī)粘結(jié)劑來幫助催化材料結(jié)合在一起形成涂層。在一些實(shí)施例中，所述涂層進(jìn)一步包括一種無機(jī)粘結(jié)劑，其可在低于所述催化材料熔點(diǎn)的溫度下在金屬基體上形成所述催化材料的涂層。有了所述無機(jī)粘結(jié)劑，催化材料可以在較低的溫度下，如在600℃左右，形成涂層于金屬基體上。要找到一種合適的無機(jī)粘結(jié) 劑，其既能用來形成堅(jiān)固的催化涂層又能使催化劑的抗結(jié)焦性能保持良好，這是具有挑戰(zhàn)性的?？赡苄杩紤]粘結(jié)劑與催化材料之間和催化材料與基體之間的化學(xué)兼容性。此外，可能還需對粘結(jié)劑種類和濃度、以及涂層的燒結(jié)溫度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以避免對催化涂層的催化活性帶來負(fù)面影響。

在一些實(shí)施例中，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括磷酸鹽、硅酸鹽、或它們的組合。在一些具體的實(shí)施例中，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括磷酸鹽。本文所述的“磷酸鹽”是指包括磷酸根陰離子PO_x，如PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-的無機(jī)化合物?！肮杷猁}”是指包括硅酸根陰離子SiO_x，如SiO₃^2-和SiO₄^4-的無機(jī)化合物。在一些具體的實(shí)施例中，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括磷酸二氫鋁(Al(H₂PO₄)₃)、磷酸氫鋁(Al₂(HPO₄)₃)、磷酸鋁(Al·n(PO_x))、硅酸鉀(K-Si-O，如K₂SiO₃或K₄SiO₄)、硅酸鈉(Na-Si-O，如Na₂SiO₃或Na₄SiO₄)、或它們的組合。有了所述無機(jī)粘結(jié)劑，可在相對較低的溫度下得到均勻性和機(jī)械性能都良好的抗結(jié)焦涂層。此外，涂層中的無機(jī)粘結(jié)劑不會加速焦炭的沉積，從而使得涂層能保證良好的催化活性。

在一些實(shí)施例中，所述無機(jī)粘結(jié)劑相對于所述涂層的質(zhì)量百分比在約1％到約90％的范圍，所述催化材料相對于所述涂層的質(zhì)量百含量在約10％到約99％的范圍。

在本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種通過在制品上形成所述防結(jié)焦涂層，來保護(hù)該制品以防其由于暴露于燃料燃燒環(huán)境而結(jié)焦的方法。在該方法中，可用所述催化材料和無機(jī)粘結(jié)劑來制備漿料，然后將該漿料通過一種合適的涂層工藝或方法，如濕法成膜(wet-chemical deposition)工藝，涂覆于制品上，如涂覆于制品的需暴露于液態(tài)燃料燃燒環(huán)境的表面上?？蓪⑺鐾扛灿袧{料的制品進(jìn)行干燥，以獲得覆蓋有涂層的制品?？蓪⑺龈采w有涂層的制品進(jìn)行焙燒或燒結(jié)。這樣就可在制品的基體上形成抗結(jié)焦涂層。在一些實(shí)施例中，所述焙燒或燒結(jié)在相對較低的溫度下，如在900℃以下進(jìn)行。在一些具體的實(shí)施例中，所述焙燒或燒結(jié)在300℃到900℃的溫度范圍，或者更進(jìn)一步地， 在300℃到600℃溫度范圍進(jìn)行。

本文所述的“漿料”是指固體(通常是固體粉)和液體的流體混合物。漿料的性質(zhì)可與粘稠的液體類似，能在重力的作用下流動，在不是很粘稠的情況下還可用泵抽取?！皾穹ǔ赡?wet-chemical deposition)”是指基于液態(tài)操作的涂層方法，涉及在基體上施加液態(tài)的前驅(qū)體層，然后通過后續(xù)處理使該液態(tài)的前驅(qū)體層轉(zhuǎn)變成想要的涂層。一些濕法成膜工藝的例子包括浸漬涂覆法(dip coating methods)，旋轉(zhuǎn)涂覆法(spin coating methods)，噴涂法(spray coating methods)，模具涂覆法(die coating methods)，絲網(wǎng)印刷法(screen printing methods)。

所述漿料還可進(jìn)一步包括一種溶劑。所述溶劑可包括水、醇類、或它們的組合。一些合適的醇類的例子包括甲醇、乙醇和正丁醇。在一些實(shí)施例中，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括K₂SiO₃或Na₂SiO₃，所述溶劑包括水。在一些實(shí)施例中，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括磷酸鹽，如Al·n(PO_x)，所述溶劑包括醇類。在一些實(shí)施例中，所述漿料中的所述抗結(jié)焦催化材料的質(zhì)量百分含量在約30％到約60％的范圍，所述漿料中的所述無機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量百分含量在約2％到約15％的范圍。所述漿料可進(jìn)一步包括用來提高固體顆粒在漿料中分散度的分散劑。所述漿料還可進(jìn)一步包括有機(jī)粘結(jié)劑，例如，聚乙烯縮丁醛(PVB)。在隨后形成涂層的過程中，漿料中的有機(jī)物，例如所述溶劑、所述分散劑和/或所述有機(jī)粘結(jié)劑，可能會被燒盡，具體取決于形成涂層的過程中所述漿料所到達(dá)的溫度。

本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種覆蓋有前述抗結(jié)焦涂層的制品。前述制品可包括金屬基體以及涂覆在該金屬基體上的如前所述的抗結(jié)焦涂層。所述金屬基體可能由任何合適的金屬或合金制成，包括但不僅限于鐵基合金、鈷基合金、鎳基合金或者它們的結(jié)合。所述抗結(jié)焦涂層可具有獲得抗結(jié)焦性能通常所需的適合厚度。在一些實(shí)施例中，所述抗結(jié)焦涂層的厚度約為1-200微米。所述抗結(jié)焦涂層可通過前述的工藝方法形成。所述制品可以是任何具有一個 暴露于液體燃料或二元燃料燃燒環(huán)境的表面的元部件，而且所述抗結(jié)焦涂層至少涂覆在所述暴露于液體燃料或二元燃料燃燒環(huán)境的表面。在一些實(shí)施例中，所述制品是用于燃?xì)廨啓C(jī)或發(fā)動機(jī)的噴嘴，該噴嘴具有至少一個暴露在液態(tài)燃料燃燒環(huán)境中的表面。

本發(fā)明的實(shí)施例可通過參照一些非限制性示例來進(jìn)行說明。下述示例意圖在于向本領(lǐng)域技術(shù)人員詳細(xì)闡述如何對權(quán)利要求中所述的材料和方法進(jìn)行評估，其不應(yīng)該被視作任何角度的對于本發(fā)明的限制。在本示例中，制備和測試了不同成分的抗焦化涂層。除非另作說明，所有的材料或元部件都可以從市場上的一般化學(xué)供應(yīng)商處購得。

示例一

在示例一中，在熱重分析儀(thermogravimetric analyzer，TGA)中對不同組分的類鈣鈦礦化合物進(jìn)行了分析，以評估這些類鈣鈦礦化合物對焦炭燃燒的催化活性。將每一種所述類鈣鈦礦化合物與炭黑共研磨，以獲得共研磨混合物，然后將該共研磨混合物放入熱重分析儀(購自Mettler-Toledo公司，瑞士)中，置于流速約為80ml/分鐘的含3％(摩爾百分含量)水分的空氣中，以大約10℃/分鐘的速度加熱至，比如，約500℃。在此過程中，所述混合物中的炭黑燃燒產(chǎn)生二氧化碳(CO₂)。連接于所述熱重分析儀的質(zhì)譜儀(購自Hiden Analytical公司，沃靈頓，英國)被用來測量熱重分析儀中產(chǎn)生的CO₂的強(qiáng)度。所述CO₂強(qiáng)度表明了被測類鈣鈦礦化合物對焦炭燃燒的催化活性。在以下示例1-4的每一個示例中，在基本相同的條件下平行地測試了一組化合物，以便比較這些化合物的催化活性。

例1：平行測試并比較了三種鈣鈦礦LaNiO₃、La_0.95K_0.05NiO₃(K摻雜的LaNiO₃)和La_0.95Na_0.05NiO₃(Na摻雜的LaNiO₃)。測試過程中測得的這三種鈣鈦礦獲得的CO₂強(qiáng)度信號顯示于圖1中。如圖1所示，與沒有A位摻雜物的鈣鈦礦(LaNiO₃)相比，在A位上有堿金屬如鉀或鈉摻雜的鈣鈦礦(La_0.95K_0.05NiO₃和La_0.95Na_0.05NiO₃)有助于獲得更高的炭黑燃燒速率。此外， 相比LaNiO₃而言，La_0.95K_0.05NiO₃和La_0.95Na_0.05NiO₃還使得炭黑的起燃點(diǎn)降低了約50℃。

例2：平行測試并比較了兩種類鈣鈦礦化合物L(fēng)a₂NiO₄和La_1.9K_0.1NiO₄。測試過程中測得的這兩種類鈣鈦礦化合物獲得的CO₂強(qiáng)度信號顯示于圖2中。如圖2所示，與沒有A位摻雜物的類鈣鈦礦化合物(La₂NiO₄)相比，在A位上有鉀摻雜的類鈣鈦礦化合物(La_1.9K_0.1NiO₄)使得炭黑的起燃點(diǎn)降低了超過50℃。

例3：平行測試并比較了三種類鈣鈦礦化合物L(fēng)a₂NiO₄、La_1.9Sr_0.1NiO₄和La_1.9Sr_0.2NiO₄。測試過程中測得的這三種類鈣鈦礦化合物獲得的CO₂強(qiáng)度信號顯示于圖3中。如圖3所示，與La₂NiO₄相比，在A位上有堿土金屬鍶摻雜的類鈣鈦礦化合物(La_1.9Sr_0.1NiO₄和La_1.9Sr_0.2NiO₄)使得炭黑的起燃點(diǎn)稍有降低。然而，與La₂NiO₄相比，La_1.9Sr_0.1NiO₄和La_1.9Sr_0.2NiO₄使得炭黑的燃燒速率降低，而且使得炭黑燃燒速率隨著鍶含量的增加而降低，這表明單獨(dú)以鍶為A位摻雜物對于類鈣鈦礦化合物對炭黑燃燒的催化活性有負(fù)面的影響。

例4：平行測試并比較了四種類鈣鈦礦化合物L(fēng)a₂NiO₄、La_1.8Ba_0.2NiO₄、La_1.6Ba_0.4NiO₄和La_1.3Ba_0.7NiO₄。測試過程中測得的這四種類鈣鈦礦化合物獲得的CO₂強(qiáng)度信號顯示于圖4中。如圖4所示，與La₂NiO₄相比，在A位上有堿土金屬鋇摻雜的類鈣鈦礦化合物(La_1.8Ba_0.2NiO₄、La_1.6Ba_0.4NiO₄和La_1.3Ba_0.7NiO₄)沒有降低炭黑的起燃點(diǎn)，反而是降低了炭黑的燃燒速率，而且使得炭黑燃燒速率隨著鋇含量的增加而降低，這表明單獨(dú)以鋇為A位摻雜物對于類鈣鈦礦化合物對炭黑燃燒的催化活性有負(fù)面的影響。

這些例子的結(jié)果表明，對于類鈣鈦礦化合物而言，堿金屬是一種獨(dú)特的A位摻雜，其在降低碳的起燃點(diǎn)和/或提升碳的燃燒速率方面與堿土金屬相比有獨(dú)特的好的作用。

示例二

在示例二中，以摻鉀的類鈣鈦礦化合物L(fēng)a_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄和無機(jī)粘接劑 Al·n(PO_x)為原料制備了涂層，然后對該涂層進(jìn)行了評估。

Al·n(PO_x)的制備：將88克的九水合硝酸鋁(H₁₈AlN₃O₁₈)用超聲波處理的方式溶于79克乙醇，得到H₁₈AlN₃O₁₈的乙醇溶液。將33克的五氧化二磷用超聲波處理的方式溶于105克的乙醇中，得到五氧化二磷的乙醇溶液。將兩種溶液混合得到混合液，再將混合液回流約5個小時，然后冷卻至室溫，得到Al·n(PO_x)的乙醇溶液。

涂層的制備：將0.5克La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄、0.15克所述制備好的Al·n(PO_x)的乙醇溶液、0.05克正丁醇以及0.38克乙醇混合來制得漿料。將所制得的漿料用浸漬涂覆的方法以100mm/min的提升速度涂覆于金屬板上。涂覆有漿料的金屬板被置于空氣中干燥，得到帶涂層的金屬板。接著在約80℃下干燥約60分鐘，然后再在約260℃下干燥約60分鐘。干燥后的金屬板在空氣中焙燒約2小時，焙燒溫度約為550℃，升溫速度約為2℃/min。用這樣的方法，可在金屬板上形成La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層。

涂層的微觀結(jié)構(gòu)和粘附性分析：用掃描電子顯微鏡觀察所述La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層的微觀結(jié)構(gòu)。如圖5A所示，所述La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層有少量裂紋，但微觀形貌較好。還用測粘附力標(biāo)準(zhǔn)膠帶方法(ASTM D3359-B)測量了該涂層的粘附力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該涂層具有4-5B級的優(yōu)良粘附力。

原油焙燒測試：用原油焙燒測試來模擬液態(tài)燃料的燃燒過程。在該測試中，分別往裸露的熱合金板(不帶涂層)上和覆蓋有La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層的熱合金板上噴涂原油，再將所述噴涂有原油的合金板都放在箱式爐中在330℃到350℃的溫度下焙燒，在此過程中所述合金板上的結(jié)焦會燃燒。焙燒后，對覆蓋有La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層的合金板上的焦渣進(jìn)行稱重，與不帶涂層的合金板上稱得的焦渣重量進(jìn)行比較，以評估La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層的抗結(jié)焦性能。如果帶涂層的合金板上稱得的焦渣的重量小于不帶涂層的合金板上稱得的焦渣的重量，則該涂層被認(rèn)為具備抗結(jié)焦性能。合金板上稱得 的焦渣的重量越小，則涂層的抗結(jié)焦性能越好。其中，所述噴涂和焙燒是可多次重復(fù)進(jìn)行的，若將一次完整的噴涂和焙燒的過程當(dāng)作是一個循環(huán)，所述原油焙燒測試可包括多個循環(huán)。

測評結(jié)果：圖5B顯示了在原油焙燒試驗(yàn)的各循環(huán)中分別在所述La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層上和在所述沒有涂層的裸板上稱得的的焦渣重量的對比。從圖5B可以看出前者的焦渣重量遠(yuǎn)小于后者，這就表明，La_1.3K_0.3Ba_0.4NiO₄基涂層具有良好的抗結(jié)焦性能。

本說明書用具體實(shí)施例來描述發(fā)明，包括最佳模式，并且可以幫助任何熟悉本發(fā)明工藝的人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這些操作包括使用任何裝置和系統(tǒng)并且使用任何具體化的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求書來定義，并可能包括其它發(fā)生在本技術(shù)領(lǐng)域的例子。如果所述其它例子在結(jié)構(gòu)上與權(quán)利要求書的書面語言沒有不同，或者它們有著與權(quán)利要求書描述的相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，都被認(rèn)為是在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍中。