304不锈钢表面纳米铝改性有机硅涂层的高温氧化和电化学行为

研究了纳米铝改性有机硅高温涂层的固化、抗650℃高温氧化性能和耐3.5% NaCl水溶液电化学腐蚀性能。当聚氨酯:有机硅的质量分数达到1:3或更高时,有机硅涂料可以在24 h内完成常温固化。制备出的纳米铝改性有机硅高温涂层表面致密,没有微观裂纹等缺陷。纳米铝改性的有机硅涂层显著提高了304不锈钢抗氧化性能,经1028 h氧化实验,基体几乎没有发生氧化,涂层没有出现开裂和剥落。纳米铝改性的有机硅涂层还显著提高了氧化后的304不锈钢耐氯化钠水溶液腐蚀性能,无涂层的304不锈钢氧化后形成的氧化膜低频阻抗仅3.2 Ω·cm²,而涂装涂层的不锈钢的低频阻抗约为1.1×10⁵ Ω·cm²。     

纳米透明隔热涂料隔热性能的研究

以纳米氧化锡锑(ATO)水性浆料和水性聚氨酯(PU)为原料,采用共混法制备纳米ATO/水性PU透明隔热涂料。建立了隔热性能的在线测试装置和简化的辐射传热数学模型,研究了纳米ATO用量、测试位置及涂膜厚度对涂膜热学性能的影响。结果表明,在碘钨灯照射下,当w(ATO)/w(PU)=1∶15时,所制得的纳米ATO/PU隔热涂层玻璃和空白玻璃背面的温差可达到10℃,木盒内空气温差达到6℃,底板温差也达到4℃。     

隔热油管连接处保温涂层的制备与隔热性能

针对辽河油田稠油开采中隔热油管连接处热损失严重的问题,制备了隔热涂层。采用IMDRG01仪器测试了隔热涂层的外表面温度,采用自制的仪器测试了其导热系数;对涂料的组成、涂层厚度与结构等对涂层隔热性能的影响进行了研究。结果表明:当涂层厚度为4 cm,隔热油管内部温度为350℃时,涂层外表面的温度为46℃;隔热涂料中添加真空球形粒子可有效提高涂层的隔热性能;珍珠岩的添加可在一定程度上提升涂层的隔热性能。辽河油田稠油热采注汽温较高,更适合采用含纤维与不含纤维的复合隔热保温涂料涂层。     

溶胶-凝胶法制备X80管线钢用GO-Al_2O_3耐蚀涂层的结构和性能研究

制备X80管线钢的腐蚀防护涂层具有重要意义。采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在X80管线钢表面制备GO-Al_2O_3耐腐蚀涂层,通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及Autolab电化学测试,研究了烧结温度及GO掺杂量对涂层组织形貌、相结构及耐蚀性能的影响。结果表明,以3℃/min的升温速率至500℃烧结40 min,Al_2O_3膜层质量均匀,缺陷度低,纯度高。涂覆GO质量分数为0.024%的GO-Al_2O_3涂层的X80管线钢比没有涂层的基体腐蚀电位升高0.274 V,腐蚀电流密度降低约1个数量级。GO-Al_2O_3涂层为X80管线钢提供良好的保护作用。     

纳米氧化锑锡增强聚碳酸酯的阻红外隔热性能

为在提高聚碳酸酯(PC)隔热性能的同时保持较高的透明度,以纳米氧化锑锡(ATO)为红外阻隔剂,采用溶胶-凝胶法制备了一系列硅烷偶联剂KH-570改性纳米ATO/PC复合材料。通过激光粒度分布仪和SEM研究了纳米ATO的粒径分布及其在PC基体中的分散情况,采用拉力试验机、分光光度计以及隔热效果模拟装置测定了复合材料的力学性能、透射性能和隔热效果。结果表明:硅烷改性纳米ATO在PC基体中分散均匀;复合材料的拉伸强度和冲击强度分别保持在60.0 MPa和16.0kJ·m-2以上;随着纳米ATO质量分数的增加,纳米ATO/PC复合材料的阻红外隔热性能改善;当纳米ATO含量为0.5wt%时,纳米ATO/PC复合材料的可见光透过率高于80%,隔热效果模拟装置内外温差达3.9℃。     

掺锑的纳米SnO2/WPU复合隔热涂层的制备与表征（英文）

利用掺锑的纳米SnO2和水性聚氨酯(WPU)制备了透明隔热的复合涂层.实验发现涂层的隔热起因于涂层中掺锑的纳米SnO2粒子对红外线的吸收.隔热测试结果表明在阳光的照射下,涂层表面的温度升高,而测试箱内的温度最大下降17.5℃.实验制备的掺锑的纳米SnO2/WPU复合隔热涂层具有许多优点,如成本低、化学性能稳定、制作方便等,是一种性价比较高的隔热涂层.     

环氧改性有机硅氧烷高温隔热涂料研究

采用环氧改性有机硅氧烷树脂为主要成膜物,以空心玻璃微珠和硅酸盐(高岭土、滑石粉、云母粉等)为主要隔热填料,制备了在常温固化的耐高温隔热涂料。采用扫描电镜对隔热涂料的微观形貌进行表征,讨论了高温下涂层的耐热与隔热机理以及高温下(600℃)涂层厚度和隔热填料对涂层隔热性能的影响。     

PEDOT∶PSS改性锌粉对冷涂锌涂层防护性能的影响

采用聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)对锌粉进行表面改性,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的浸泡试验和扫描电子显微镜分析结果显示改性后锌粉腐蚀减弱,扫描振动电极技术测试(SVET)结果显示腐蚀电流密度下降一个数量级,锌粉的耐蚀性得到提高。通过盐雾试验和电化学阻抗谱测试表征了锌粉改性对涂层防护性能的影响,发现改性后涂层表层锌粉消耗降低,腐蚀产物减少,且涂层的阴极保护作用时间延长20%。PEDOT：PSS提高了涂层表层中锌粉的耐蚀性和强化了涂层内部阴极保护作用。     

石墨烯对激光熔覆钴基合金组织和性能的影响

为了研究石墨烯对激光熔覆钴基合金涂层显微组织与性能的影响，选用合金化的Stellite6粉末和石墨烯混合作为熔覆材料，在同一工艺参数下在00Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢上制得石墨烯质量分数为0.5%～2.0%的复合涂层。结果表明：激光熔覆过程使少量石墨烯烧损，部分得以保留；当石墨烯含量达到1.5%时涂层出现了较明显的裂纹；随着石墨烯含量的增加，涂层的硬度最高达到720 HV;当石墨烯含量为0.5%时，磨损量由2.31 mg减小至1.96 mg,涂层耐磨性提高，过量的石墨烯使涂层耐磨性下降；当石墨烯含量为0.5%～1.0%时，空泡腐蚀失重约为Stellite6涂层的1/3,涂层的抗空蚀性能提高，超过1.0%时涂层因出现裂纹缺陷导致抗空蚀性能显著劣化。     

纳米ZnO-氧化石墨烯及ZnO-氧化石墨烯/水性聚氨酯复合涂层的抗菌性能

循环冷却水系统滋生细菌会导致生物黏泥产生及设备腐蚀,为解决这一问题,由硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性纳米ZnO,改性纳米ZnO与氧化石墨烯（GO）在二甲基乙酰胺中复合,获得纳米ZnO-GO复合抗菌材料,并利用纳米ZnO-GO改性水性聚氨酯（PU）,得到纳米ZnO-GO/PU复合涂层。对纳米ZnO-GO复合抗菌材料进行表征分析及抗菌性能测试,对纳米ZnO-GO/PU复合涂层进行抗菌性能测试及物理性能分析。结果表明,纳米ZnO成功负载在GO表面,纳米ZnO-GO纯度较高,当GO质量分数为35wt%、纳米ZnO-GO使用量为160 mgL^-1时,其抗菌率可达97.16%;当纳米ZnO-GO质量分数为2.33wt%时,纳米ZnO-GO/PU复合涂层抗菌率可达90.29%,同时拥有4 H的铅笔硬度及93.26%的缓蚀性能。     

PBT/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及热处理

先用Hummer法合成氧化石墨烯(GO),然后用熔融共混法制备了不同GO含量的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纳米复合材料(PBT/GO)。随着GO含量的提高PBT/GO纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度都先提高后降低,GO的含量为0.5%的材料性能最佳。将GO含量为0.5%的PBT/GO纳米复合材料在不同温度(150、180和200℃)热处理不同时间(30、60和90 min),研究了热处理对其结构和性能的影响。结果表明,随着热处理温度的提高PBT/GO纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度最高达63.2 MPa和11.6 kJ/m²,比热处理前分别提高了36.1%和59.3%。而随着热处理时间的延长其拉伸强度和冲击强度最高分别为62.3 MPa和11.0 kJ/m²,分别提高了34.2%和51.9%。DSC分析结果表明,提高热处理温度和延长热处理时间都能提高复合材料的结晶度,结晶度比热处理前最多分别提高了11.4%和8.6%,温度对结晶度的影响更甚。XRD测试结果表明,热处理并不改变复合材料的晶型结构,只影响其结晶度。导热性能测试结果表明,复合料的结晶度越高则导热性能越好。提高热处理温度,复合材料在50℃和100℃的热导率最高分别为0.49 W/(m·K)和0.42 W/(m·K),比热处理前分别提高了24.1%和18.6%;延长热处理时间,复合材料在50℃和100℃的热导率最高分别为0.46 W/(m·K)和0.37 W/(m·K),比热处理前分别提高了14.6%和5.9%,热处理温度对导热性能的影响更显著。     

纳米SiO2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性的纳米SiO₂进行复合,制备出纳米SiO₂-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO₂-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO₂-GO添加到环氧树脂（EP）中。对添加不同质量分数纳米SiO₂、GO和纳米SiO₂-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO₂/EP、GO/EP和纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24 h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5 H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。     

TiO_2-GO的制备及TiO_2-GO/环氧树脂涂层的抗腐蚀性能

为了提高环氧树脂涂层的抗腐蚀性能,首先,利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。然后,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性纳米TiO2负载在GO表面,制备了改性纳米TiO2与GO的复合颗粒(TiO2-GO),通过FTIR、XRD和SEM对TiO2-GO进行了表征。最后,将TiO2-GO分散于环氧树脂中,分别制备出TiO2-GO含量为1wt%、2wt%和3wt%的TiO2-GO/环氧树脂涂层及纯环氧树脂涂层,通过SEM观察了涂层断面形貌,利用电化学工作站和高温高压抗腐蚀测试表征了涂层的防腐蚀性能。结果表明:纳米TiO2通过化学键与GO结合在一起,将TiO2-GO分散于环氧树脂涂层中可以显著提高环氧树脂涂层的抗腐蚀性能。研究为通过添加GO的方法改善环氧树脂涂层的防腐性能提供了参考。     

高电导率低热膨胀系数针状焦的制备

将不同量的中间相炭微球(MCMB)引入煤沥青后经过二次生长、融并和中间相重排,制备出层状结构良好和性能优异的针状焦(NCs)。用偏光显微镜观察和分析了所得中间相和半焦组织的结构;用X射线衍射仪和扫描电镜分析了NCs的微观结构;用高精度电阻率测试仪测试了电阻率;用热机械分析仪测定了热膨胀系数。结果表明：加入适量的MCMB有利于提高焦的有序性,促进针状焦石墨片层结构的形成,显著降低针状焦的电阻率和热膨胀系数值;MCMB的添加量(质量分数)低于50%时,NCs结构有序性随着添加量的提高而提高;MCMB的添加量超过50%,则焦的质量下降。MCMB的添加量为50%时电阻率和热膨胀系数值(0°~100℃)分别降低27.9%和45.7%,石墨化度提高46.2%。     

Superior anti-corrosion and self-healing bi-functional polymer composite coatings with polydopamine modified mesoporous silica/graphene oxide

In this article,graphene oxide (GO) and benzotriazole-loaded mesoporous silica nanoparticles (BTA/MSNs)are combined on micro scale through the in situ polymerization of polydopamine (PDA),preparing a self-healing bi-functional GO (fGO) used as nano-fillers for anti-corrosion enhancement of waterborne epoxy(WEP) coatings.Scanning electronic microscopy (SEM) images show that the BTA/MSNs are uniformly distributed on the surface of high aspect ratio GO nanosheets to endow GO nanocontainer characteristics.UV-vis profiles demonstrate that fGO has pH-controlled release function.Modulus at lowest frequency is generally used for comparing the corrosion resistance of organic coatings.Modulus at lowest frequency(1.42 × 107 Ω cm2) after 30 days immersion in 3.5 wt.％ NaCl solution revealed 2 orders of magnitude higher that of blank WEP (1.17 × 105 Ω cm2).With artificial cracks on its coatings,fGO/WEP had no obvious rust compared with blank WEP after 240 h of immersion.We anticipate that self-healing and physical barrier bi-functional nanocontainers improve the traditional anticorrosion coating efficiency with better,longer-lasting performance for shipping,oil drilling or bridge maintenance.     

改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.     

聚邻氯苯胺-纳米SiC/环氧树脂复合材料的制备与防腐性能

导电聚合物在金属腐蚀领域存在着潜在的应用前景。为获得防腐性能良好的聚邻氯苯胺(POCl)-nano SiC/环氧树脂复合材料,利用原位聚合法制备了盐酸掺杂态POCl-nano SiC复合改性材料。通过FTIR、UV-vis、XRD、TGA、XPS和SEM等分析手段对其结构、组成和形貌进行了表征。以POCl-nano SiC复合改性材料为填料,环氧树脂为成膜物质,在碳钢表面制备了POCl-nano SiC含量为3wt%、5wt%和8wt%的POCl-nano SiC/环氧树脂复合涂层,并通过SEM对涂层的断面形貌进行了观察。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗谱研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的防腐性能。结果表明,POCl-nano SiC填充量为5wt%的POCl-nano SiC/环氧树脂复合涂层表现出较好的抗腐蚀性能,其腐蚀速率为2.78×10-3 mm/y,腐蚀保护效率高达90.45%。表明适量的POClnano SiC作为环氧树脂涂层的增强相,降低了涂层的孔隙缺陷,在腐蚀介质刺激下,能够在碳钢表面形成钝化保护层。Nano SiC粒子在涂层中充当着类似栅栏结构的屏障,从空间结构上阻止了气体分子和腐蚀溶液向金属基底的渗透。     

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料, 设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题, 同时实现具有高反射率和低热导率的目标, 通过添加聚氨酯、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等, 得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90 μm。优化后的隔热涂层具有优异性能: 涂层的反射率高达0.95, 导热系数为0.048 W·m ^-1·K ^-1, 隔热温差为20.1 ℃; 耐热冲击性能良好, 190 ℃的最大失重率为3.7%, 并在随后保持稳定; 在160 ℃连续保温4 h后表面变黄, 但无明显脱落现象, 同时, 纳米填料颗粒保持原状态。     

Corrosion Behavior and Protection Efficiency of 2024Al and SiCp／2024Al Metal Matrix Composite

The corrosion resistance of 2024 Al and SiC particle reinforced 2024 Al metal matrix composite(SiCp/2024Al MMC) in 3.5% NaCl solution was investigated with electrochemical method and immersion test, and the corrosion protection of sulfuric acid anodized coatings on both materials was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy.The results showed that the SiCp/2024AlMMC is more susceptible to corrosion than its matrix alloy in 3.5% NaCl.For 2024Al,the anodized coating provides excellent corrosion resistance to 3.5%NaCl.The anodized coating on the SiCp/2024Al provides satisfactory corrosion protection,but it is not as effective as that for 2024Al because the structure of the anodized layer is affected by the SiC particulates.     

纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层的防腐性能

研究了添加不同颜基比（P／B）ZnO的聚氨酯涂料在3．5％氯化钠溶液中的电化学阻抗谱特征，提出了涂层电极在浸泡阶段对应的不同阻抗模型，结果表明，添加量为P／B=0．3的纳米复合涂层，颜料分布均匀适中，具有最佳电化学及耐盐雾性能．纳米复合涂层的抗介质渗透能力明显优于普通涂层，其原因是纳米材料独特的表面效应使其致密性有所提高，