纳米Al2O3掺杂酚醛/环氧复合涂层的耐腐蚀性能

以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为基体,将硅烷改性的纳米Al₂O₃掺杂其中,制备了纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层。利用红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对复合涂层进行了表征。结果表明：硅烷改性的纳米Al₂O₃和PF与EP之间发生了化学反应,酚醛固化涂层的抗渗透性和交联密度提高;纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层的耐腐蚀性能优于EP涂层和PF/EP涂层,且掺杂3%(质量分数)纳米Al₂O₃的PF/EP复合涂层,其耐腐蚀性能最优;硅烷改性的纳米Al₂O₃与PF/EP之间的分散性和稳定性提高,涂层变得更致密,阻碍了腐蚀性介质的扩散,从而提高复合涂层的耐腐蚀性能。     

不同工艺下镁合金MAO/GO/SA复合涂层的耐蚀性

为提高AZ91D镁合金基体的耐蚀性，采用微弧氧化、电沉积和自组装工艺在AZ91D镁合金表面制备了微弧氧化/氧化石墨烯/硬脂酸(MAO/GO/SA)复合涂层。通过SEM对复合涂层的微观组织结构进行了分析，利用电化学阻抗谱、极化曲线测试了复合涂层的耐蚀性能。结果表明，最佳电沉积电压为4 V,此时，MAO/GO复合涂层的电荷转移电阻(R_ct)为4.41×10⁵Ω·cm²,腐蚀电流密度(J_corr)为3.88×10^-7 A/cm²。醇水比为7∶3时，MAO/GO/SA复合涂层的R_ct值为3.07×10⁶Ω·cm²,J_corr为3.02×10^-8 A/cm²,达到超疏水状态，涂层耐蚀性最好。     

Co-MOF掺杂松香基醇酸树脂涂层的制备及其防腐蚀性能

以六水合硝酸钴[Co(NO₃)₂·6H₂O]中钴离子为中心金属离子，均苯三甲酸(H₃BTC)为有机配体，通过水热法合成了钴基金属有机骨架(Co-MOF)材料，并采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对其进行表征。将制备的Co-MOF掺杂于松香基醇酸树脂中，然后涂于Q235低碳钢电极及马口铁片表面得到涂层试样。采用电化学测试、盐雾腐蚀试验等研究了Co-MOF的添加量对涂层防腐蚀性能的影响。结果表明：适量添加Co-MOF可以提高涂层的防腐蚀作用，但过量的Co-MOF容易引起颗粒团聚，从而降低涂层的保护作用；当松香基醇酸树脂中Co-MOF的添加量为0.2 g(质量分数约0.1%)时，腐蚀电流密度为1.63×10^-6 A/cm²,保护效率达到99.2%,而未添加Co-MOF涂层的腐蚀电流密度为29.10×10^-6 A/cm²,保护效率只有85.4%。     

纳米二氧化钛硅烷接枝密度对水性环氧涂层耐蚀性能的影响

目的研究水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层在3.5%NaCl溶液中的失效规律和防腐性能。方法采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学接枝改性纳米TiO2颗粒,将硅烷改性纳米TiO2均匀分散在水性环氧涂料中,并把混合涂料涂覆在Q235钢试样上。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测试纳米TiO2表面化学接枝改性情况,采用电化学工作站测试复合涂层的电化学性能,采用激光共聚焦显微镜观察复合膜层的表面形貌。结果使用质量分数10%APTES改性纳米TiO2,单齿螺旋结构占有的比例更高;使用质量分数20%APTES改性纳米TiO2,具有最高的接枝密度,为11.78 APTES/nm^2。电化学测试结果显示,环氧/TiO2复合涂层比纯环氧涂层具有更好的耐蚀性能,其中加入质量分数20%APTES改性纳米TiO2的环氧/TiO2复合涂层对基体的保护性能最好,其涂层电阻是纯环氧涂层的12倍,电荷转移电阻是纯环氧涂层的18倍。在相同的腐蚀条件下,单齿螺旋结构更容易被破坏。加入硅烷纳米TiO2颗粒后,可以显著减少涂层表面尖峰状突起和孔洞。结论纳米TiO2的APTES接枝分子密度,是水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层耐腐蚀性能提高的直接原因。     

时效时间对Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金组织及性能的影响

对真空熔炼制备的Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金在150 ℃分别时效2、4、8 h,研究时效时间对合金组织及性能的影响。结果表明,时效可以改善合金的微观结构,时效初期合金中的MgZn₂相逐渐转化为Mg₂Zn₁₁相。电化学测试结果表明,时效4 h后合金耐腐蚀性能最佳,自腐蚀电位为-942.844 mV,自腐蚀电流密度为13.34 μA/cm²,微孔电阻为1894 Ω·cm²,电荷转移电阻为1613 Ω·cm²。时效4 h后合金腐蚀产物主要由具有优良的生物相容性的磷酸锌(钙)、碳酸锌(钙)和氢氧化锌组成。     

杂质镓对纯铝表面锆钛转化膜的组织及耐腐蚀性能的影响

目的 探究杂质镓对纯铝锆钛转化膜的生长规律和防护性能的影响。方法 采用扫描电化学显微镜(SECM)技术表征了含镓纯铝表面锆钛转化膜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中局部腐蚀的演变过程,结合X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等技术分析了镓对纯铝锆钛转化膜的组织及成分的影响规律,采用开路电位法(OCP)、电化学阻抗技术(EIS)以及极化曲线(Tafel)等探究了杂质镓对纯铝表面转化膜的生长和耐腐蚀性能的影响规律。结果 锆钛转化膜主要由冰晶石Na₃AlF₆、氧化物(如TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃)和有机金属络合物组成;杂质镓的添加会抑制铝表面转化膜的生长,破坏膜层的完整性。随镓含量(质量分数)从0%增大到0.5%,锆钛转化膜阻抗值从4.75×10⁴?·cm²不断减小到2.49×10³?·cm²,自腐蚀电流密度由0.45μA增加到13.4...     

热喷涂Zn-Ni复合涂层在海水中的腐蚀行为研究

利用喷雾干燥法制备了不同Ni含量的团聚型Zn-Ni复合粉末,并在此基础上用氧乙炔火焰喷涂工艺制备了Zn-Ni复合涂层。通过动电位极化和电化学阻抗测试,并结合SEM、EDS和XRD分析,研究涂层在海水介质中的防护性能和腐蚀机理。结果表明：涂层的自腐蚀电位稳定值在-0.98~-0.95 V,Ni可起到稳定Zn(OH)₂,抑制其向疏松ZnO转化的作用,腐蚀产物的堆积使得涂层电阻R_c和电荷转移电阻R_t不断增大,腐蚀电流不断减小;不同Ni含量涂层的耐蚀性存在明显差异,其中Ni含量为20 mass%的涂层耐蚀性能最好。     

GO/Si3N4改性环氧树脂涂层防腐透波性能研究

目的 设计并制备集透波、耐蚀一体化天线罩防护涂层.方法 利用KH550与KH560硅烷偶联剂分别对GO与Si3N4进行改性,分别得到改性的f-GO与f-Si3N4,然后将两者进行复合,制得了不同配比的f-GO/f-Si3N4纳米复合材料,将所得纳米复合物填料对环氧树脂涂层进行改性.通过扫描电子显微镜解析改性填料在涂层中的分布状态,利用电化学交流阻抗、极化曲线、吸水试验等方法,分别评价改性涂层的吸水率、耐蚀性,利用介电常数与介电损耗正切值,评价涂层透波性能.结果 借助两种硅烷改性,实现了f-GO与f-Si3N4的化学键合复合.随着f-GO在复合填料中比例的增加,复合填料在环氧树脂涂层中的分散性先升高后下降.涂层极化曲线表明,GS-15改性的环氧树脂涂层具有最小的腐蚀电流密度(1.62×10–11 A/cm2)和最高的腐蚀电位(–0.462 V).涂层电化学阻抗测试表明,当涂层浸泡至3000 h后,GS-15涂层的|Z|0.01 Hz值为9.2×1010?·cm2,比GS-0涂层的低频阻抗模量高约2个数量级.涂层吸水率测试表明,GS-15改性环氧树脂涂层具有最小的吸水率.涂层介电性能测试表明,GS-15改性环氧树脂涂层的介电稳定性更高,同时具有最低的介电常数和介电损耗.结论 在环氧树脂中当复合填料的添加量为5％时,f-Si3N4与f-GO配比为7:3时,复合材料在环氧树脂涂层中的分散性最佳,涂层具有最好的耐腐蚀和透波性能.     

AZ31镁合金表面超疏水耐腐蚀镍基复合涂层

结合化学沉积和电沉积技术,以动态氢气泡为模板,在AZ31镁合金表面制备了一种超疏水耐腐蚀的镍基复合涂层。涂层形貌、结构、组成、润湿性和腐蚀防护性能的表征结果表明,电沉积溶液中添加ZnO纳米粒子会改变多孔镍层的表面形貌,影响疏水能力。静态水接触角(WCA)测试表明,电沉积溶液中ZnO纳米粒子的浓度为5.0 g·L^-1时获得的电沉积镀层经硬脂酸改性后,具有最大的WCA值,达到160.8°±2.8°。相较于裸镁合金,该复合涂层腐蚀电位显著正移,腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别降低和提升两个数量级以上,说明复合涂层对镁合金基底具备良好的腐蚀保护能力。     

改性纳米ZrO_2/环氧涂层的耐蚀性能研究

为了提高纳米材料在环氧树脂中的异相分散效果,采用十二烷基苯磺酸钠对自制纳米ZrO2表面进行修饰改性。采用XRD和FTIR技术对改性纳米ZrO2进行了表征,利用SEM/EDS观察了纳米ZrO2在环氧涂层中的分散效果,使用电化学阻抗谱技术研究了改性纳米ZrO2/环氧涂层对Q235钢的防护效果。结果表明:十二烷基苯磺酸钠成功接枝到纳米ZrO2表面,提高了纳米ZrO2在环氧树脂中的分散效果。环氧涂层的附着力随着纳米ZrO2含量的升高而降低,当纳米ZrO2在环氧树脂中的含量为1%时,涂层耐渗透性能好,涂层电阻大,对Q235钢防护性能最佳。     

Q235钢表面铈盐掺杂乙烯基三乙氧基硅烷膜制备及耐蚀性能

在Q235钢表面制备铈盐掺杂乙烯基三乙氧基硅烷膜。利用电化学阻抗谱(EIS)确定了最佳铈盐添加量,利用EIS和动电位极化法研究了涂覆掺杂硅烷膜的Q235钢在3.5% NaCl水溶液中的耐蚀性能,利用扫描电镜(SEM)观察了掺杂硅烷膜的表面形貌。结果表明,铈盐最佳添加量为1×10^-3 mol/L,经涂镀掺杂硅烷的Q235钢在腐蚀过程中的阳极反应和阴极反应受到抑制,与空白Q235钢相比其腐蚀电流密度减小近3个数量级,极化电阻提高3个数量级,低频阻抗值提高至少4个数量级。     

电解锰表面铈/硅烷复合钝化膜的制备及其耐腐蚀性能

以硅烷偶联剂KH550和硝酸铈混合溶液为钝化液,通过浸泡法在电解锰表面成功制备了铈/硅烷复合钝化膜,并采用极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电子显微图像(SEM)、衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)等对铈/硅烷复合钝化膜进行表征和分析。结果表明：电解锰腐蚀电位从钝化前的-1.364 V升高到钝化后的-1.225 V,腐蚀电流密度从3.58×10^-5 A/cm²降低到1.91×10^-6 A/cm²,极化电阻从461.18Ω·cm²升高到4 706Ω·cm²,电流阻碍效率达到了94.66%,所制备的钝化膜可显著提高电解锰的耐腐蚀性能。     

不同偏压对45#钢电弧离子镀铝层耐蚀性能的影响

采用不同偏压参数(0、-50、-100、-200、-300 V)电弧离子镀(AIP)沉积铝涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对不同参数下镀铝涂层的表面及截面特征进行分析;采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学极化(EI)等电化学测试及中性盐雾实验对不同参数下的镀铝涂层防护性进行研究。结果表明：随着偏压的增大,镀铝涂层孔隙及粗糙度表现出先减小后增大的趋势。各偏压参数下的镀铝涂层试样的OCP稳定在-0.72～-0.77 V之间,电荷转移电阻在(1.50～2.98)×10⁴Ω·cm²之间,自腐蚀电流密度在(1.18～5.49)×10^-6 A·cm^-2之间,耐蚀性明显优于45#碳钢。经336 h盐雾实验后,各偏压参数下的镀铝涂层试样仍具有一定的防护性能,镀层及铁铝扩散层对于铁基体表现为阴极保护机制,其中偏压-200 V的镀铝涂层防护性能更优。因此,当靶电流55 A、Ar压力1.0 Pa、偏压-200 V时,AIP所制备铝涂层结构致密,与基体结合良好,具有优异的防护性能。     

纳米钛基杂化材料对水性环氧涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的 研究不同纳米钛基杂化材料含量对水性环氧树脂涂层组织结构和耐腐蚀性能的影响。方法 以纳米钛基杂化材料为填料,采用物理共混法对水性环氧涂料进行改进,通过铅笔硬度测试、十字划格附着力测试、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电化学测试以及盐雾试验等方法对涂层的力学性能、微观形貌、组织结构及耐蚀性能进行检测。结果 随着纳米钛基杂化材料含量的增加,涂层硬度逐渐上升,由HB变为3H,并且涂层的附着力保持为0级,同时涂层的防腐性能随纳米钛基杂化材料含量的增加先增强后减弱。当纳米钛基杂化材料质量分数为10%时,涂层最为致密,涂层的腐蚀电位最高,为-1.024 9 V,腐蚀电流密度最小,为8.09×10^-8A/cm²,涂层低频部分的阻抗模值最大,为7.6×10⁵?·cm²,较纯水性环氧树脂涂层提升了3倍,并且在60d的盐雾试验后涂层表面状况最佳,表现出良好的防腐性能。结论 纳米钛基杂化材料可以明显改善环氧树脂乳胶颗粒团聚的现象,提升涂层的致密性,增加涂层的铅笔硬度,增强涂层的防腐性能。     

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面Cr2AlC涂层的制备与耐蚀性能

采用直流磁控溅射技术在304不锈钢双极板表面沉积Cr₂AlC MAX相涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对涂层的形貌、微观组织进行分析；采用电化学方法研究了Cr₂AlC涂层对不锈钢在0.01 mol/L H₂SO₄溶液中耐蚀性能的影响。结果表明：涂层致密均匀，主要由Cr₂AlC MAX相组成；沉积Cr₂AlC涂层后，304不锈钢的腐蚀电流密度为2.43×10^-7A·cm^-2，下降了两个数量级；恒电位极化后，阳极和阴极的电流密度分别稳定在2.44×10^-8和2.3×10^-7A·cm^-2；在腐蚀介质中的电荷转移电阻值高于10⁵Ω·cm²，表明Cr₂AlC涂层在质子交换膜燃料电池模拟环境中具有良好的耐腐蚀性能。     

环氧磷酸酯/水性环氧涂层的耐蚀性能

为研究水性环氧涂层缓蚀剂的制备及其耐蚀性能,采用化学法将磷酸接到双酚A环氧树脂上,并与N,N-二甲基乙醇胺中和制备水性环氧磷酸酯。将环氧磷酸酯添加到双组份水性环氧树脂中制备3种环氧磷酸酯/水性环氧涂层(E44,0.2%P-E44和0.5%P-E44)。采用极化曲线和交流阻抗谱技术研究了环氧磷酸酯/水性环氧树脂对Q235钢基体在3.5%NaCl溶液中的防护性能。结果表明:浸泡24h后,0.2%P-E44/碳钢体系的自腐蚀电流密度(0.431μA/cm2)低于E44/碳钢体系(0.928μA/cm2)和0.5%P-E44/碳钢体系(0.553μA/cm2);在浸泡24h内,3种涂层的涂层电容Qc逐渐增大,涂层电阻Rc和电荷转移电阻Rct逐渐较小,环氧磷酸酯可以显著提高纯水性环氧的Rc和Rct,进而提高水性环氧的耐蚀性能。当水性环氧树脂中环氧磷酸酯的含量为0.2%时,其防护性能较好。     

MgCl2-NaCl-KCl熔盐体系中金属Mg对316H不锈钢的缓蚀性能研究

通过电化学方法结合浸泡腐蚀测试考察了金属Mg对MgCl₂-NaCl-KCl(MNKC)熔盐的净化和腐蚀抑制作用。结果表明,金属Mg的加入量在500μg·g^-1以上时,316H不锈钢在600℃MNKC熔盐中的腐蚀电位Ecorr<-0.80 V vs NiCl₂/Ni,腐蚀电流密度Icorr<25μA/cm²,线性极化电阻Rp>800Ω·cm²,熔盐对316H不锈钢的腐蚀得到显著抑制。并对金属Mg对MNKC熔盐的净化和腐蚀抑制机理进行了探讨。     

质子交换膜燃料电池中TA1双极板的表面改性研究

针对TA1金属双极板,采用双辉光等离子方法制备出表面Zr改性层(Zr-TA1),研究了改性层的微观结构和性能。结果表明,Zr改性层厚度约为3μm且表面平整致密。在模拟PEMFC阴/阳极环境下,Zr-TA1的自腐蚀电位明显升高,腐蚀电流密度降低了1~2个数量级。Zr改性层提高了TA1的疏水性能,其接触角由TA1双极板的71o提高到Zr-TA1的94o。经改性的双极板在140 N·cm^-2的装配压力下,接触电阻由117.3 mΩ·cm²降低到了15.5 mΩ·cm²,极大地提高了样品的表面导电性能。     

石墨烯量子点添加量对超临界纳米复合镀层微观结构与性能影响

以性能独特的石墨烯量子点(GQDs)为第二相添加物,采用超临界电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,研究超临界条件下GQDs添加量对镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能等的影响。结果表明：加入GQDs,镀层微观结构致密化和均匀化。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层表面形貌更为致密。X射线衍射分析显示,GQDs的添加,改变了复合镀层镍衍射面(111)、(200)及(222)峰位,在(111)面产生结晶择优取向。GQDs的添加大幅提升了复合镀层的各项性能。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层显微硬度高达7381.4 MPa,比纯镍镀层显微硬度高近980 MPa;磨痕截面积为3336μm²,仅为纯镍镀层的44%。Tafel极化试验结果表明,腐蚀电流密度为3.55×10^-6 A·cm^-2,相较于纯镍镀层的10.07×10^-6 A·cm^-2,降低了65%;150 h浸泡腐蚀实验表明,当GQDs添加量为1.5g/L时,镀层点蚀最少,耐腐蚀性能最为优异。     

基于Image-J图像法和电化学法的微弧氧化涂层孔隙率评价

为精确量化和评价微弧氧化(MAO)涂层的孔隙率,在硅酸盐电解液中通过恒压MAO方法于AZ31B镁合金表面制备氧化物涂层。利用线性极化、电化学交流阻抗谱(EIS)和Tafel曲线分别计算涂层的极化电阻并考察其腐蚀防护性能,重点采用Image-J图像法和两种极化电阻比值法评价了涂层孔隙率,提出了适合MAO涂层孔隙率的评价方法。结果表明:当氧化电压由260 V升至290 V时,MAO样品的自腐蚀电流密度由2.8μA/cm~2增加至5.6μA/cm~2。结合线性极化电阻和EIS拟合结果,证实涂层腐蚀防护性能随氧化电压的升高而降低。同时,Image-J图像法计算的表面孔隙率由10.14%增加至11.48%,线性极化电阻计算的通孔孔隙率由3.51%增加至7.08%,表明涂层腐蚀防护性能与其孔隙率呈负相关,即随孔隙率增加而降低。与电化学交流阻抗谱或Tafel曲线所得极化电阻比值法相比,简单的线性极化电阻比值法更适合量化MAO涂层的通孔孔隙率,而Image-J图像法适合通过MAO涂层的表面SEM像量化表面孔隙率及孔径大小的分布情况。