镁合金微弧氧化涂层表面原位制备MgCr-LDH层及其耐蚀防护机制研究

为了进一步提升镁合金耐蚀性,将水滑石(layered double hydroxides LDH)与微弧氧化结合(MAO)制备一种主动防护的高耐蚀复合涂层。本文采用原位法成功在AZ31镁合金MAO涂层表面制备了层间含NO3-的MgCr-LDH层,构成LDH/MAO复合涂层,研究原有MAO涂层表面LDH的微观组织结构及其与原始MAO涂层的相互作用,并利用长时间浸泡法和电化学法测试MgCr-LDH/MAO复合涂层试样在3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性能,揭示LDH层耐蚀保护机理,研究结果显示：LDH易于在镁合金表面MAO层的孔洞中形成,最终生成均匀致密片状结构的层。LDH的原位生长过程对原始MAO涂层没有破坏,MgCr-LDH与MAO涂层之间属于化学结合,具有强的粘附性与机械稳定性。MgCr-LDH/MAO复合涂层明显提高了AZ31镁合金的耐腐蚀性能,LDH层的其防腐保护机制主要表现为两部分,一是LDH均匀形成于原始MAO层上,有效的覆盖了MAO层的孔洞与裂纹,阻挡氯离子通过MAO涂层的固有缺陷进入合金基体产生破坏。二是LDH的硝酸根层间阴离子能够与腐蚀环境中的氯离子进行离子交换,降低溶液中的氯离子浓度,从而延长涂层的耐蚀保护性。     

水热反应温度对LA103Z镁锂合金表面MAO/LDH复合膜层微观组织及耐蚀性的影响

目的 研究层状双金属氢氧化物(LDH)形成的水热反应机理,以及水热反应温度对LA103Z镁锂合金表面MAO/LDH复合膜层微观组织及耐蚀性的影响.方法 保持水热反应时间为18 h,改变水热反应温度,在微弧氧化陶瓷层(MAO)表面制备LDH膜层.将制得的Mg-Al LDH/MAO复合膜层置于3.5％NaCl溶液中,进行浸泡和析氢实验,使用XRD、SEM、EDS等测试手段对腐蚀前后的膜层进行表征.结果 不同水热反应温度下,均能在MAO陶瓷层表面形成细小针状结构,经XRD分析得到了LDH的特征衍射峰.在80、90、100℃条件下制备的LDH膜层,表面均匀,截面结构致密,而在120℃条件下制备的LDH膜层,表面针状组织尺寸更为粗大,分布更为密集,但截面蓬松.析氢实验中,在不同水热反应温度下,膜层析氢曲线的斜率由小到大依次为:80℃≈90℃<100℃<120℃相似文献   

铝合金PEO涂层表面原位制备Mg-Al LDH膜及其耐蚀性能研究

目的优化Mg-Al LDH/MAO涂层的制备工艺,提高铝合金的耐蚀性。方法将微弧氧化样置于不同pH溶液中,在不同反应时间和反应温度下,采用原位生长法在2024铝合金表面制备层间含NO3^–的MgAl-LDHs/MAO复合涂层。借用SEM、EDS、XRD研究LDH/MAO的微观组织结构,并利用电化学法表征MgAl-LDH/MAO复合涂层试样的腐蚀行为,揭示复合涂层的耐蚀机理以及最优异的工艺条件。结果pH值为6和7的溶液制备出的涂层,生成了少量的LDHs,多数集中在孔洞附近,且生长不完全。相比之下,pH值为9的溶液制备出的涂层生成的片状水滑石更多,且较均匀,腐蚀电流较低,腐蚀电位较高。反应时间为12 h时,生成的水滑石较少,只有部分孔洞处会看到一些;反应时间为24 h和48 h制得的合金形貌相差不大,水滑石皆明显多于12 h的样品,且更加均匀。反应温度为180℃和220℃的合金形成的LDHs较多、较均匀,且生长较好,呈现很明显的片状结构。结论弱碱的制备环境、反应温度的升高和反应时间的延长,促进了水滑石的生成,所得Mg-Al LDH/MAO复合涂层有效地改善了2024铝合金的耐蚀性。     

铝表面超疏水复合涂层的制备及其表面性能

目的 通过在纯铝表面构筑超疏水涂层,优化金属铝表面,并强化其应用性能。方法 采用阳极氧化法在铝表面构筑具有纳米孔洞的Al2O3薄膜,再利用全氟癸基三乙氧基硅烷修饰表面,得到超疏水复合涂层,并研究氧化电位和表面修饰时间对纳米结构的构筑及疏水性能的影响,研究超疏水复合涂层表面润湿性、防污、自清洁和抗结冰性能。结果 控制阳极氧化条件,在氧化电位为16～18V、氧化时间为1h时,得到1～2μm的“花瓣”聚集叠加成的多级粗糙结构。通过6 h的表面修饰,得到了接触角为163.6°的超疏水性复合膜层。进一步对该超疏水膜层的性能进行分析发现,经超疏水膜层修饰后铝具有优异的防污性能;相较于纯铝,经超疏水膜层修饰后铝片的电化学阻抗模值高达105?·cm2,而电流密度仅为1.81×10-9 A/cm2;在高温和低温环境下,超疏水膜层均能保持超疏水性能;经砂纸来回打磨200 cm后,膜层的接触角仍大于150°。结论 经阳极氧化纯铝得到具有多级粗糙结构的阳极氧化膜,并通过表面修饰可制备接触角高达163.6°的超疏水性复合膜层。该超疏水复合涂层具有优异的耐腐蚀性、自清洁性、耐污染性,以及良好的耐蚀性、机械稳定性和...     

镁合金微弧氧化复合膜研究进展

微弧氧化（MAO）表面处理技术常用于改善镁合金的特定性能,但MAO膜容易产生微孔和微裂纹从而降低镁合金的耐蚀性。为了提高镁合金微弧氧化膜的使用寿命,主要综述了国内外MAO工艺过程调节措施和MAO膜后处理技术的最新研究进展,重点介绍了近年来国内外镁合金MAO复合膜的研究热点。着重介绍了通过工艺过程调节提高镁合金MAO膜长期保护性能的几项措施：通过电参数和电源类型调节协同电解液成分调整提高MAO膜耐蚀性;通过加入电解液添加剂提高MAO电解液稳定性和电导率;利用具有自封孔作用的添加剂可以参与成膜的特点提高MAO膜致密性;通过复合工艺在MAO膜传统封孔后进一步封闭孔隙。此外,详细介绍了包括疏水涂层、化学镀、类金刚石涂层、生物膜涂层等复合膜工艺的研究进展,强调了复合膜不仅耐蚀性高而且具有功能化应用前景：超疏水复合膜对镁基底具有主动的腐蚀保护作用,超疏水膜协同MAO膜可以提高表面的疏水性;镀镍层致密无微孔且与MAO膜交错咬合能够改善镁MAO膜的导电性和耐蚀性;MAO涂层代替金属缓冲层能够提高类金刚石涂层和基体界面结合强度;生物复合涂层不仅耐蚀性高还具有促进细胞增殖和分化生物活性的作用。最后,基于镁...     

碳钢表面防腐超疏水TiO_2/PDMS涂层的制备及性能

针对碳钢腐蚀电位相对更负、更容易发生腐蚀的特点,在Q235钢表面制备超疏水TiO_2/PDMS涂层以提高其耐蚀性能。采用表面活性剂分散纳米TiO_2并进行改性,然后与PDMS混合,用溶胶凝胶法在Q235钢表面制备有聚二甲基硅氧烷(PDMS)过渡层的TiO_2/PDMS超疏水涂层。借助扫描电镜(SEM)、接触角测量仪、红外光谱(FT-IR)及X射线衍射仪(XRD)表征其表面涂层的表面形貌、化学成分及疏水性能,用电化学试验和浸泡试验测试其防腐性。结果表明:TiO_2/PDMS涂层表面具有独特的微纳结构,与水的接触角达到154.3°;其腐蚀电位由碳钢的-0.77 mV正移至超疏水涂层的-0.24 mV,腐蚀电流密度则下降两个数量级,即从5.02×10~(-6)A·cm~(-2)下降至3.95×10~(-8)A·cm~(-2);超疏水涂层的交流阻抗值高于碳钢基底3个数量级。经过7 d的3.5wt.%NaCl溶液浸泡,超疏水涂层并未发生失重。制备的TiO_2/PDMS超疏水涂层具有超疏水效果和良好的长期耐腐蚀性。     

钢铁表面超疏水复合涂层的制备及其耐蚀性能研究

目的 在钢铁表面制备超疏水复合涂层,提高其耐蚀性能。方法 利用两步法,将45#钢片放在简单的镀锌溶液中（40 g/L ZnCl2,200 g/L KCl,20 g/L HBO3）进行直流电沉积,调节电沉积时间和电流密度,在钢片表面获得具有一定结构差异的镀锌层,然后使用0.05 mol/L的硬脂酸改性得到复合涂层。测试该涂层与水的接触角,使用SEM、XRD和FT-IR等技术对它们的形貌和化学组成进行表征和分析,通过测试极化曲线评价涂层的耐蚀性能。结果 随电沉积时间的延长和电流密度的增大,45#钢表面水的接触角先升高后降低。当电流密度为6 A/dm2,电沉积时间为20 min时,在钢片表面成功获得团簇颗粒状的微纳结构镀锌层,平均颗粒大小<20 μm,镀层厚度为40~50 μm。改性之后得到具有超疏水性能的复合涂层,水的接触角达155.4?,复合涂层的自腐蚀电流密度降低了一个数量级。结论 通过调节电沉积时间和电流密度可以在简单的镀锌溶液中制备得到具有微纳粗糙结构的锌镀层,经改性后获得具有超疏水性能的复合涂层。该复合涂层兼具牺牲阳极和超疏水性能,耐蚀性得到有效提高,可保护钢铁基体。     

铝合金表面原位制备MgAl-LDH涂层及其耐蚀性（英文）

采用原位水热法在铝合金AA5005表面制备镁铝层状双氢氧化物(LDH)涂层;利用X射线衍射、傅里叶红外、扫描电子显微镜以及能谱仪研究涂层的化学成分、表面形貌及物相;考察溶液p H值对形成LDH的影响。结果表明:当溶液p H值为10.0时,所得到的LDH涂层结晶最好。通过动电位电化学技术以及电化学阻抗研究水热反应时间对LDH涂层耐蚀性能的影响。随着水热反应时间的延长,涂层的耐蚀性提高,但当水热反应时间达到8 h时,再继续延长反应时间,其耐蚀性提高不明显。另外,还探讨了LDH涂层的耐蚀机理。     

TC4钛合金微弧氧化-溶胶凝胶复合涂层的制备及其抗高温氧化性能

为了提高钛合金的使用温度,设计并制备了一种微弧氧化(MAO)-氧化钇稳定氧化锆(YSZ)的陶瓷复合涂层。采用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金基体表面原位生长出一层氧化铝陶瓷层(TM涂层),然后采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在MAO层的基础上制备低导热系数的钇稳定氧化锆(YSZ)涂层,最终制备出MAO-YSZ复合涂层(TMY复合涂层)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析涂层的相结构、组织形貌和成分,并测定了TC4、TM涂层以及TMY复合涂层在700℃下的氧化动力学曲线。结果表明:TMY复合涂层外层以ZrO2为主,内层主要为Al2O3。具有TMY复合涂层的钛合金在700℃下氧化100h后其氧化增重仅为无涂层钛合金的14%,说明TMY复合涂层可以显著提高钛合金的抗高温氧化性能与使用温度。     

耐久超疏水涂层的制备及其防冰防腐自清洁性能

超疏水涂层在防结冰、防腐蚀等领域具有广阔的应用前景,然而目前仍无法大规模制备稳定的超疏水表面。提出一种操作简单、成本低廉的方法,在铝合金基材上通过一步喷涂法制备出耐磨超疏水涂层。首先在铝合金基体表面涂覆环氧树脂粘结层,待其达到半固化状态时,喷涂硬脂酸修饰的微米 SiO₂ 和纳米 TiO₂ 粒子混合悬浮液,固化后该涂层与水的接触角为~ 155.4°,滚动角为~3°,实现了超疏水性。试验结果表明,该超疏水涂层具有较好的耐磨耐久性,在胶带剥离、砂纸摩擦、 紫外光长时间照射以及不同 pH 液滴等多种测试条件下仍具有良好的超疏水性。此外,此超疏水涂层在极端寒冷的天气下可以显著延缓水的冻结时间。环氧树脂和疏水颗粒的协同防腐作用使超疏水涂层在海水中表现出良好的防腐蚀性能。所制备的超疏水涂层还具有优异的自清洁特性,且因 TiO₂ 粒子本身的光降解性能,该涂层还可用于光降解污染物和净化水质。这种简单、环保的超疏水涂层在防结冰、防腐蚀等方面具有潜在的应用前景,可为克服传统超疏水表面使用耐久性差的问题提供解决思路。     

超疏水涂层的制备及其性能

通过在有机硅改性丙烯酸树脂中加入具有疏水作用的纳米及微米级颗粒,在碳钢表面制备超疏水涂层。利用扫描电镜和接触角测定仪对涂层表面的微观结构及疏水性能进行表征,结果表明：该涂层结构与荷叶表面的微观结构很相似,水滴与涂层表面的接触角达到了150°,涂层具有超疏水性能。     

Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金不同微弧氧化表面MgAlLa层状双羟基金属氧化物复合涂层的性能研究

采用铝酸盐/硅酸盐体系(AS)、铝酸盐/磷酸盐体系(AP)、硅酸盐/磷酸盐体系(SP)和铝酸盐/磷酸盐/硅酸盐体系(APS)的微弧氧化电解液对Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金进行微弧氧化(MAO)，并在其表面再进行原位生长MgAlLa层状双羟基金属氧化物(MgAlLa-LDHs)得到复合涂层。研究了不同MAO涂层对MgAlLa-LDHs涂层性能的影响，表征了涂层的形貌、结构及成分，并评估了其耐腐蚀性能。结果表明，不同MAO涂层表面生长的MgAlLa-LDHs膜形貌和结构存在明显的差异。此外，APS电解液制备的复合涂层表现出优异的耐腐蚀性能，其腐蚀电流密度为9.14×10^-9 A·cm^-2，相较镁合金基体提升了约4个数量级。     

喷射电沉积制备超疏水复合涂层及其耐腐蚀性能研究

采用两步法实现金属铜表面的超疏水化,首先采用喷射电沉积法在金属铜表面获得微纳米复合粗糙结构,然后利用0.03 mol/L的肉豆蔻酸-乙醇溶液疏水化改性得到超疏水复合涂层。利用接触角测量仪、SEM、XRD和FT-IR(傅里叶变换红外光谱仪)表征超疏水层的润湿性、微观形貌和化学成分。测试极化曲线,分析试样的耐腐蚀性。结果表明:当电流密度400 A/dm2、扫描速度14 mm/min和电解液流量1.6 L/min时可在预沉积层上制备得到具有微纳粗糙结构的镀层。经改性后获得超疏水表面,接触角达到154.7°。超疏水表面具有耐腐蚀性能,可为基体提供防护作用。     

水热处理后TC4钛合金微弧氧化涂层的润湿性和电化学性能分析

针对TC4钛合金耐腐蚀性偏低、生物相容性差等问题,本试验利用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面制备陶瓷涂层,结合水热合成技术在TC4钛合金涂层中引入具有生物活性的羟基磷灰石层,探究水热合成液浓度变化对TC4钛合金涂层的润湿性能和电化学行为的影响。利用XRD、SEM、润湿角测量仪、激光共聚焦显微镜以及电化学工作站等对TC4钛合金MAO涂层的相组成、表面形貌、润湿角、表面粗糙度、电化学性能等进行表征。研究结果表明:随着水热合成液浓度增加,TC4钛合金MAO涂层中金红石相TiO_2含量有所提高,羟基磷灰石(HA)相含量逐渐增加。水热合成液浓度的变化对TC4钛合金MAO涂层表面粗糙度的影响不大,粗糙度在1～2μm范围内。在水热合成处理后,TC4钛合金涂层的极化曲线会向正电位方向移动,腐蚀电位增加,腐蚀电流密度降低,降低幅度约为一个数量级。     

基于微弧氧化和电化学沉积在纯Ti基体表面制备FHAP/MAO复合涂层的腐蚀行为和机械性能研究

本论文采用微弧氧化和电化学沉积（ED）技术在工业纯钛（CPTi）表面沉积氟掺杂羟基磷灰石（FHAP）/微弧氧化（MAO）复合涂层。并在Hsnk"s溶液中对未涂覆的CPTi基材和涂覆的样品进行电化学耐腐蚀性测试。本文研究了MAO界面层对涂层微观结构，力学性能和电化学性能的影响。结果表明，HAP / Ti，FHAP / Ti和FHAP / MAO / Ti复合涂层样品在模拟Hank"s溶液中显着提高了CPTi基体的耐腐蚀性能。然而，力学性能测试表明，与具有MAO界面层的FHAP / Ti涂层的结合强度（18.1MPa）相比，FHAP / Ti涂层的结合强度较差（10.7MPa）。此外，FHAP / MAO / Ti涂层与去离子水的接触角约为35.8°，这更有利于促进细胞附着和增殖。     

乳液模板法制备硅基蜂窝状结构超疏水薄膜及薄膜表征

采用硅溶胶和聚合物乳液混合的方法制得含硅聚合物杂化乳液,然后通过简单的浸渍提拉法在玻璃基片上获得薄膜,薄膜经热处理后,在乙醇中经三甲基氯硅烷修饰,获得了超疏水性能.根据薄膜的表面形貌及其与水的宏观接触角,研究了苯乙烯单体加入量和SiO2溶胶/PS乳液体积比对薄膜疏水性能的影响,并分析了薄膜超疏水的原因.结果表明:热处理...     

水热反应液浓度对TC4钛合金微弧氧化涂层硬度和摩擦性能的影响

针对TC4钛合金耐腐蚀性偏低的问题,本文利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备陶瓷涂层,探究电解液中水热合成液浓度对TC4钛合金微弧氧化(MAO)涂层硬度和摩擦行为的影响。利用XRD、SEM、摩擦试验机等设备对水热处理的TC4钛合金微弧氧化进行表征。研究结果表明:随着水热反应液浓度增加,TC4钛合金微弧氧化涂层中金红石相Ti O2衍射峰逐渐加强,锐钛矿相Ti O2减弱。在水热处理24 h后,在水热反应试验条件下能实现羟基磷灰石颗粒的合成,并且反应液浓度越高,获得的羟基磷灰石越多。水热合成浓度增加,有助于TC4钛合金涂层表面平整度增加。水热处理后的TC4钛合金MAO涂层的显微硬度呈现出先增加后降低的趋势。水热处理TC4钛合金MAO涂层的摩擦因数在0. 95～1. 1之间,水热合成液的浓度对摩擦因数影响不明显。     

溶胶-凝胶法制备超疏水性纳米复合防腐涂层

通过溶胶-凝胶旋涂法在不锈钢基底上制备了具有超疏水性能的介孔碳复合SiO2涂层。通过TEM,SEM及静态接触角、电化学测试技术(Tafel和EIS)等对其结构、疏水性能和耐蚀性等进行表征。结果表明:在不锈钢基底上形成了乳突状形貌,水在涂层表面静态接触角达到163°。该超疏水性SiO2/介孔碳复合涂层具有优良的防腐性能。     

高黏附性超疏水表面的制备及耐腐蚀性

利用电化学沉积技术在碳钢基底上制备了Co-Ni过渡层,再通过双辉等离子表面合金化技术(DGPSA)在过渡层上沉积了Cr涂层,经全氟辛基三氯硅烷(PFTEOS)溶液修饰后,制备出了具有高黏附性的超疏水表面。利用扫描电镜(SEM)、EDS、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪、电化学测试等方法表征了涂层的形貌、物相组成、润湿性能、粘附性以及耐腐蚀性能,探究了DGPSA技术不同沉积时间对Cr涂层表面形貌和润湿性能的影响。结果表明,在沉积温度为750 ℃,沉积时间30 min 时,制备出了具有微纳米乳突状结构的高黏附性超疏水表面,水滴接触角达到159°,水滴在样品倾斜180°也不发生滚落。电化学测试结果证明制备的超疏水表面具有出色的耐腐蚀性能,对碳钢基底起到了良好的腐蚀防护作用。     

带锈青铜表面超疏水薄膜的制备及防腐性能研究

目的 研究带Cu2O锈青铜表面超疏水薄膜的制备工艺及其防腐性能。方法 采用直接浸泡法,在带氧化亚铜锈层青铜试片表面制备了超疏水薄膜,通过单因素实验分别考察了正十二硫醇-十四酸混合溶液配比以及浸泡时间对超疏水膜层构建及耐蚀性能的影响,并采用接触角测试、电化学方法及表面分析手段对膜层性质、结构及稳定性进行了评价。结果 正十二硫醇和十四酸的疏水长链成功组装到带Cu2O锈青铜表面。混合溶液含5.0 nmol/L的正十二硫醇和1.0 nmol/L的十四酸,浸泡时间为1 h,是超疏水薄膜的最佳制备条件,此时表面接触角为157.2°,缓蚀效率高达97.21%。同时,电化学阻抗谱结果显示,电荷转移电阻相较于超疏水处理前增大了2个数量级,表明该膜层具有良好的耐蚀性能。该膜层在大气模拟液中浸泡30 d后,缓蚀效率仍有96.56%,说明其稳定性优异。结论 带Cu2O锈青铜表面构建的超疏水薄膜能够有效提高其耐腐蚀性和疏水性。