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。     

海洋环境中假单胞菌对聚氨酯清漆涂层分解的影响

目的 研究在海洋环境中假单胞菌对聚氨酯清漆涂层分解作用的影响。方法 将聚氨酯清漆涂层样品分别浸泡于无菌海水与含假单胞菌的海水中,对浸泡环境不同的样品利用电化学阻抗谱（EIS）评价涂层防腐性能,使用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）,观察对比涂层的表面形貌,并表征其分子结构变化。结果 1 h~35 d时,在无菌海水及假单胞菌海水中,样品Nyquist图的容抗弧直径以及Bode图的低频端阻抗模量均减小。与此同时,假单胞菌海水中浸泡样品的Nyquist图容抗弧直径与Bode图低频端阻抗模量的减小量明显大于无菌海水中的减小量。无菌海水浸泡的等效电路在1~48 h时为1个时间常数,5~35 d时增加为2个时间常数;假单胞菌海水浸泡的等效电路在1~48 h时只有1个时间常数,5~29 d时为2个时间常数,35 d时增加为3个时间常数。浸泡36 h时,无菌海水中浸泡样品的涂层电阻值为8.23× 107 Ω?cm2,而假单胞菌海水中样品的涂层电阻为5.14×107 Ω?cm2;至35 d时,无菌海水中样品的涂层电阻降为5.61×106 Ω?cm2,假单胞菌海水中样品的涂层电阻降至7.03×105 Ω?cm2。假单胞菌海水中样品的涂层电阻在36 h~35 d的减小量明显大于无菌海水中的减小量。由SEM结果可以观察到,浸泡30 d后,无菌海水中浸泡样品的表面光滑完整,而在含假单胞菌海水中的样品表面附着了大量细胞及其代谢产生的生物膜,并出现了大量微孔与粉化痕迹。通过FTIR结果可以发现,浸泡在假单胞菌海水中的样品的N—H和醚基中的C—O含量明显比无菌海水中浸泡的样品要低。结论 电化学结果表明,假单胞菌显著降低了涂层的腐蚀抗性,并导致了涂层的分解。SEM和FTIR的分析结果证明,假单胞菌通过破坏聚氨酯分子中的N—H和醚基中的C—O,造成了涂层的分解。     

装载缓蚀剂的蒙脱土对环氧涂层耐蚀性能的研究

将不同比例的装载缓蚀剂蒙脱土和环氧树脂混合制备出纳米复合环氧涂层。根据电化学阻抗谱 (EIS) 和盐雾实验对涂层的耐蚀性进行表征。结果表明,3%装载蒙脱土环氧涂层的水扩散系数为9.89×10^-11 cm²/s,孔隙率为2.22×10^-8,整个浸泡过程中阻抗值在10⁹ Ωcm²以上,表现出最佳的耐蚀性。     

液膜厚度对固态超滑表面在薄液膜下腐蚀行为的影响

利用电沉积法在低碳钢表面上构建了多孔微纳结构并灌注润滑剂制备出一种稳定的固态超滑表面(SSS)。采用电化学测试，扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段研究不同液膜厚度(500,250,100和50μm)下SSS腐蚀防护行为及腐蚀后的微观结构变化规律。结果表明：在薄液膜腐蚀初期，随着薄液膜厚度的降低，SSS的腐蚀行为呈现较小差异，在100μm厚度时SSS具有最大的阻抗，浸泡1 d后极限扩散电流密度为4.899×10^-6 A·cm^-2 (在-1.4 V电位下)，拟合后的阻抗值达到1.54×10⁵Ω·cm²；即使浸泡7 d后仍具有6.98×10⁴Ω·cm²的阻抗值，并难以检测到腐蚀产物的生成，表现出优异的稳定性和耐蚀性。     

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。     

复合填料对提高环氧涂层耐腐蚀性能研究

通过向环氧涂层中添加适量的氧化石墨烯-氟代聚苯胺(GO-PFAN)复合填料，有效提高了环氧涂层在N80钢的耐腐蚀性能，同时考察了复合填料加量对环氧涂层防腐性能的影响。实验结果表明，氧化石墨烯-氟代聚苯胺/环氧复合涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡60天后仍具有较高的阻抗值，其中复合填料添加量为2 wt%的环氧涂层的阻抗值最高，为5.67×10¹⁰Ω·cm²，说明添加了复合填料的环氧涂层具有优异的防腐性能。     

低表面处理环氧防腐底漆的制备及其耐蚀性研究

在Sa2等级的钢材表面制备出一种低表面处理环氧防腐底漆，其固含高达80%，实干速度只需4 h，平均附着力可达10 MPa，室外暴晒5 a涂层无任何开裂、脱落，且耐酸、碱、盐溶液腐蚀性能优异。利用Fourier红外光谱(FTIR)、电化学阻抗谱技术(EIS)和三维视频显微镜对涂层的电化学性能和耐蚀机理进行了研究，结果表明，经过2400 h海水浸泡，涂层阻抗可达10¹⁰Ω·cm²，耐海水腐蚀性能优异，阻抗值随浸泡时间的延长先减小后增大。环氧树脂和聚酰胺固化交联形成的致密涂层对腐蚀介质起到了很好的屏蔽作用，中后期磷酸锌颜料与钢材表面铁锈反应生成的稳定络合物阻止了腐蚀介质的渗入，是其耐腐蚀和实现低表面处理的关键。     

环氧涂层在低温、紫外环境下的失效行为对比研究

目的 研究环氧富锌涂层(EP-Zinc)、环氧耐磨快干涂层(EP-WR)在紫外和低温2种环境下的失效行为和机理。方法 以Q235钢为金属基底，分别用喷枪喷涂涂层在基体表面，将喷涂好的上述2种涂层材料放入干燥箱(60℃)中保持1 d，然后将涂层放在室温条件下6 d，以确保涂层内部的有机溶剂完全挥发。在紫外线(UV)辐射和低温2种实验环境下，通过电化学阻抗测试、红外光谱测试、表面表征(扫描电镜)、附着力测试等方法研究环氧涂层的失效行为及机理。结果 2种涂层在紫外和低温环境下的防护功能均有所下降。在紫外环境下，EP-Zinc和EP-WR涂层的|Z|0.01 Hz分别降至10⁶?·cm2和10⁷?·cm²。在低温环境下，2种涂层的|Z|0.01 Hz均剧烈降至10⁶?·cm²和10⁵?·cm²。在低温环境下，环氧涂层主要因其热膨胀系数与金属基体存在较大差异，导致涂层与基体的体积变化出现差异，产生应力，从而失效。紫外环境改变了涂层表面的化学结构...     

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。     

采用荧光纳米填料改性环氧涂层实现缺陷可视化

通过水热法制备了8-羟基喹啉锌(ZnQ₂)荧光耐蚀双功能纳米填料,并添加到环氧树脂中制备荧光指示底漆;以单宁酸修饰的碳纳米管(TA-CNTs)作为填料制备高阻隔性环氧面漆,最终合成具有荧光缺陷指示与高耐蚀的双功能涂层。利用SEM、FT-IR、XRD、荧光光谱等验证了荧光纳米材料的成功合成;通过电化学测试和盐雾实验对该复合涂层的耐蚀性进行了评价,并通过荧光显微镜对复合改性涂层的缺陷指示功能进行了验证。结果表明：合成的ZnQ₂纳米填料具有优异的荧光指示和缓蚀作用,复合涂层经30 d的中性盐雾实验后,其低频阻抗|Z|_{0.01 Hz}仍保持在2.95×10⁹Ω·cm²,表现出了优异的耐蚀性。当复合涂层发生机械损伤时,涂层破损处在365 nm紫外照射下可发生强烈荧光。且经过盐雾实验10 d后,涂层缺陷处的荧光依旧保持良好,表明该荧光涂层有利于对涂层缺陷的快速诊断和维修指示。     

Al含量对TiAlN涂层结构及性能的影响

目的 系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响.方法 利用阴极弧蒸发技术,采用Ti、Ti50Al50、Ti40Al60和Ti33Al67靶材制备出4种Ti1–xAlxN涂层.分别利用能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、热重分...     

AZ31镁合金Ni-P/NiO耐腐蚀超疏水表面的制备及其性能研究

通过化学镀镍、水热法和浸泡法在AZ31镁合金上制备出Ni-P/NiO超疏水表面。首先通过化学镀镍的方法,在镁合金表面形成了一个Ni-P隔离层,有效地阻止外界与镁合金基底的接触,然后在Ni-P之上构筑NiO粗糙结构并对其表面进行疏水修饰,进一步对镁合金基底进行保护。通过电化学阻抗分析得出,其阻抗模值可达1×10⁸ Ω·cm²,比未经处理的镁合金高出6个数量级,腐蚀电流密度降低到0.587 μA·cm^-2,表明制备出的Ni-P/NiO超疏水表面具有优良的耐腐蚀性能。     

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。     

Development of Nano-tetragonal Zirconia-Incorporated Ni–P Coatings for High Corrosion Resistance

Pure tetragonal 10-20-nm-size zirconia-based Ni-P composite coating was developed. The physicochemical and electrochemical characteristics including corrosion resistance of the coating were investigated. The Ni-P-nano-tetragonal zirconia coating was partially crystalline having face-centered cubic phase. The coating had very high corrosion resistance due to its dense compact morphology and low surface roughness. The Ni-P-nano-tetragonal zirconia coatings exhibited a cathodic shift of open-circuit potential(OCP) in the range from-0.340 to-0.520 V. A high polarization resistance of the order of 13.2 kΩ/cm~2 and low corrosion current density of 3.9 μA/cm~2 were achieved due to the effective incorporation of zirconia into the coating.     

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。     

镀铝锌彩涂板与镀锌彩涂板耐蚀性能对比研究

目的：研究热浸镀彩涂板常用金属镀层（铝锌合金镀层与纯锌镀层）对彩涂板耐蚀性能的影响。方法通过断面金相、SEM及EDS能谱、循环腐蚀试验和电化学阻抗测试(EIS)等方法,全面对比研究相同单面镀层厚度的镀铝锌与镀锌彩涂板的耐蚀性能。结果在长达250个循环（共计2000 h）的腐蚀试验中,镀锌彩涂板出现了严重的红色锈迹,而镀铝锌彩涂板并未出现明显腐蚀。在 EIS 测试中,两种彩涂板最初的阻抗值约为2×109Ω· cm2,浸泡2 d后镀锌彩涂板阻抗值急剧下降至1.165×108Ω· cm2;浸泡前期,镀铝锌彩涂板阻抗值缓慢下降,15 d后从6.979×108Ω·cm2急剧下降至2.984×107Ω·cm2。EIS等效电路拟合参数表明,镀铝锌彩涂板的电荷转移电阻比镀锌彩涂板高,相应的双电层电容低。SEM和EDS测试结果显示,铝锌合金镀层由底层合金层和外层的富铝和富锌的两相结构组成,而纯锌镀层则由底层合金层和外层纯锌层组成。结论铝锌合金镀层具有独特的富铝和富锌两相结构,使得同等镀层厚度的镀铝锌彩涂板比镀锌彩涂板具有更高的耐蚀性能。     

Effect of Sn ion implantation on electrochemical behavior of zircaloy-4

In order to study the effect of tin ion implantation on the aqueous corrosion behavior of zircaloy-4, specimens were implanted by tin ions with a dose range from 1×10¹⁶ to 5×10¹⁷ ions/cm² at an extracted voltage of 40 kV. The valence and element penetration distribution of the surface layer were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and auger electron spectroscopy (AES), respectively. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were used to examine the micro-morphology and microstructure of tin-implanted samples. When the dose is 5×10¹⁶ ions/cm² or higher, a large number of small tin balls are produced in the implanted surface. The potentiodynamic polarization measurement was employed to evaluate the aqueous corrosion resistance of zircaloy-4 in a 0.5 M H₂SO₄ solution. It was found that a significant improvement was achieved in the aqueous corrosion behavior of zircaloy-4 implanted with tin when the dose is 1×10¹⁶ ions/cm². When the dose is higher than 1×10¹⁶ ions/cm², the corrosion resistance of zircaloy-4 implanted with tin ions decreased compared with that of the as-received zircaloy-4. Finally, the mechanism of the corrosion behavior of the tin-implanted zircaloy-4 is discussed.     

典型飞机管状结构内腔阴极电泳防腐技术

目的以典型直升机主减撑杆为例,优选小内径管状结构内腔阴极电泳防腐工艺。方法应用中性盐雾试验、丝状腐蚀试验、电化学阻抗法等方法,考察不同电泳电压和槽液温度对电泳漆膜防腐蚀性能的影响;采用加速腐蚀试验对比分析防腐措施改进前后涂层的防腐蚀效果。结果 4种电泳漆膜中性盐雾试验480 h后划痕处均出现锈蚀,盐雾试验2000 h后,4~#工艺电泳电压350V、槽液温度34.9℃时,制备的电泳漆膜划痕处锈蚀未见明显变化。4种电泳漆膜耐丝状腐蚀性能满足MIL-PRF-23377J的要求。在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中浸泡2000 h后,4~#工艺制备的漆膜电化学阻抗值最大,稳定在6×1010Ω·cm~2左右;3~#工艺电泳电压350 V、槽液温度34.3℃时,制备的漆膜电化学阻抗值最小,从浸泡初期的6×10~(10)Ω·cm~2降至9×10~7Ω·cm~2。各项性能测试表明,4种电泳工艺制备的漆膜均具有优异的防腐性能;4~#工艺制备的漆膜防腐性能最优,4种电泳工艺中最佳管状结构内腔电泳工艺为:电泳电压350 V,槽液温度34.9℃。阴极电泳涂装替代灌涂后,涂层的使用寿命可提高40倍以上。结论阴极电泳防腐技术能够有效解决内腔结构防腐难题,明显改善内腔结构的抗腐蚀品质。     

Surface analysis and corrosion behavior of zirconium samples implanted with yttrium and lanthanum

Zirconium specimens were implanted with yttrium and lanthanum ions with a fluence ranging from 1×10¹⁶ to 1×10¹⁷ ions/cm² at approx. 130 °C, using a metal vapor vacuum arc source at an extraction voltage of 40 kV. The surfaces of the implanted samples were then analysed. The valence states of elements in implanted surface layer were analysed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), which showed that yttrium existed in the form of Y₂O₃, and lanthanum existed in the form of La₂O₃. Depth distributions of elements in the implanted surface of samples were obtained by Auger electron spectroscopy (AES), which showed that the oxide film of zirconium substrate became thicker with increasing implantation fluence, the thicknesses of the oxide films reached the maximum approximately to the fluence of 1×10¹⁷ ions/cm². Rutherford back-scattering indicates that a profile of La appears in Zr around the depth of 30 nm, which also indicates that a serious sputtering occurred during the (La+Y) 1×10¹⁷ ions/cm² implantation. The potentiodynamic polarization technique was employed to evaluate the aqueous corrosion resistance of the implanted-zirconium samples in 0.6 M H₂SO₄. It was found that a significant improvement was achieved in the aqueous corrosion resistance of zirconium compared with that of as-received zirconium when the fluence is smaller than 5×10¹⁶ (Y+La)/cm². The mechanism of the corrosion behavior of the implanted-zirconium samples was discussed.