二维材料调控阻氢涂层研究进展

在涉氢应用领域,氢及其同位素的渗透导致结构材料氢损伤、能源浪费及核污染等诸多问题,在结构材料表面覆盖阻氢涂层是解决氢渗透问题的重要技术手段。总结了传统阻氢涂层的特性及其阻氢效果,并阐明了传统阻氢涂层仍然存在的效率低及寿命短等问题。最新研究表明,石墨烯等二维材料薄膜具有很强的阻挡特性,多层堆垛结构效果尤其明显,可作为优异的阻氢材料,而传统阻氢涂层兼具有一定的吸附储氢性能。通过对氢渗透机理的分析提出引入二维材料作为阻氢层,并结合传统阻氢涂层的储氢特性构建新型阻氢结构模型,阐述了阻氢层的制备应用现状及储氢层的储氢机理,同时探讨了针对不同应用背景下新型阻氢结构的不同形式与应用效果,最后展望了新型阻氢结构涂层在不同应用领域下的应用前景。     

二维材料调控阻氢涂层研究进展

在涉氢应用领域,氢及其同位素的渗透导致结构材料氢损伤、能源浪费及核污染等诸多问题,在结构材料表面覆盖阻氢涂层是解决氢渗透问题的重要技术手段。总结了传统阻氢涂层的特性及其阻氢效果,并阐明了传统阻氢涂层仍然存在的效率低及寿命短等问题。最新研究表明,石墨烯等二维材料薄膜具有很强的阻挡特性,多层堆垛结构效果尤其明显,可作为优异的阻氢材料,而传统阻氢涂层兼具有一定的吸附储氢性能。通过对氢渗透机理的分析提出引入二维材料作为阻氢层,并结合传统阻氢涂层的储氢特性构建新型阻氢结构模型,阐述了阻氢层的制备应用现状及储氢层的储氢机理,同时探讨了针对不同应用背景下新型阻氢结构的不同形式与应用效果,最后展望了新型阻氢结构涂层在不同应用领域下的应用前景。     

高压氢环境奥氏体不锈钢焊件氢脆研究进展

奥氏体不锈钢焊件是高压氢系统中重要的承载结构,其长期服役在高压高纯氢气环境中会出现塑性损减、疲劳裂纹扩展速率加快等氢脆现象,导致高压氢系统存在安全隐患。因此,为保障高压氢系统的安全运行,研究高压氢环境奥氏体不锈钢焊件的氢脆具有重要意义。本文首先介绍奥氏体不锈钢焊件中氢的两种来源,随后讨论评价材料氢脆敏感性的静态实验方法和动态实验方法,其次概述当前主流的氢脆机理,然后着重分析内部因素及外部因素对奥氏体不锈钢焊件氢脆敏感性的影响,最后归纳并总结五种典型的奥氏体不锈钢焊接工艺对焊件微观组织的影响,并进一步探讨相应焊件的氢脆敏感性。基于上述分析,针对奥氏体不锈钢焊件氢脆性能研究现状及发展趋势提出了若干建议。     

金属陶瓷复合涂层的材料体系

金属陶瓷复合涂层技术作为重要的材料表面处理技术和材料复合技术能够制备各种特殊功能的涂层材料。本文综合评述金属陶瓷复合涂层的材料体系中各种原料粉末的生产，使用情况，并对各种材料体系的金属陶瓷复合涂层的性能特点，应用范围和发展趋势进行了总结分析。     

新型贮氢材料的研究进展

氢能作为资源丰富、绿色环保的清洁能源而被广泛研究,氢的贮存和运输是氢能应用的关键。金属络合氢化物、碳纳米管、沸石具有较高的贮氢容量,成为贮氢材料研究的热点。综述了金属络合氢化物、碳纳米管、沸石等新型贮氢材料的研究进展,讨论了各种贮氢材料的特点与性能,对其实用性和应用前景进行了分析。     

热脱附谱技术在储氢容器材料氢陷阱研究中的应用研究进展

氢能作为重要的二次能源,因其具有来源多样、储运便捷、清洁环保、利用高效等优点受到了各国的青睐。高压储氢容器是氢能的重要储输设备之一,其材料氢脆问题是氢能及其相关技术发展中的瓶颈,并逐渐发展为金属材料科学领域中一个非常重要且活跃的研究方向。热脱附谱(TDS)作为一种研究材料中氢陷阱特性的重要方法,得到了国内外学者的广泛使用。本文首先在综合介绍TDS装置及其测试原理的基础上,讨论了升温热脱过程中可能发生的氢陷阱变化对TDS结果及分析的影响。然后通过对TDS试样预处理技术发展水平及各技术利弊的分析,讨论了充氢技术和参数的选择以及充放氢过程对TDS试验结果的影响。最后,基于TDS数据后处理的现有理论及研究进展,讨论了TDS 3种拟合模型的适用性以及在其处理多陷阱曲线重合问题时反褶积过程的复杂性。     

盐雾对环氧涂层防腐蚀性能影响的电化学研究

制备了新型环氧富锌、环氧铁红、环氧云铁3种有机涂层材料。在此基础上，采用交流阻抗技术，对各种环氧涂层在盐雾前后进行了阻抗谱测定，并研究了涂层在盐雾环境中的失效机理。结果表明：3种涂层材料在盐雾实验后，阻抗圆直径均大幅减小，涂层耐腐蚀性能较盐雾前降低。盐雾实验后各涂层的耐腐蚀性能由强到弱依次是环氧云铁、环氧铁红、环氧富锌。通过对盐雾实验前后涂层阻抗谱的分析，比较了几种涂层材料的性能，提出了可能的腐蚀破坏机制。     

固体储氢材料的研究进展

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点,而安全、高效的氢储运是实现氢能规模化应用的技术关键,因此高容量固态储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。固体材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术,得到了研究者们的广泛关注。本文针对目前国内外固体储氢材料研究现状,论述了几种固体储氢材料的研究进展,包括物理吸附类储氢材料、金属基储氢材料、配位氢化物和水合物储氢材料。重点评述了固态储氢材料中最具发展潜力的镁基储氢材料,并阐述了合金化、纳米化、添加催化剂以及复合轻金属配位氢化物等几种改性方法对镁基储氢材料储氢机理、微观结构、热力学性能、动力学性能的影响。制氢-储氢-用氢一体集成化设计应是固态储氢尤其是镁基储氢产业化应用发展道路,而镁基固态储运氢技术的发展,将可能实现氢气安全高效及大规模储运。     

氢能燃料电池及半导体光解水制氢研究进展

新型洁净能源一氢能是新能源的研究热点。本文介绍了作为氢能应用典型方式的燃料电池的原理，研究发展和应用前景；并在此基础上概述了氢能应用关键一氢源的制取技术和研究进展，重点介绍了半导体光催化分解水制氢反应机理，技术关键和近期研究重点。     

我国氢能产业发展和氢资源探讨

分析了我国氢能产业近期发展情况,我国氢能产业正步入快速发展机遇期。指出氢能是21世纪最具发展潜力的一种清洁二次能源,具有"清洁、高效、安全、可持续"四大特点,被誉为未来世界能源架构的核心。重点讨论了我国氢资源和绿色氢气制备问题,指出目前实际使用的氢气包括"灰氢""蓝氢"和"绿氢"三大类,显然"灰氢"不可取,"蓝氢"可以用,"废氢"可回收,"绿氢"是方向。讨论了加快氢能系统建设,建立发展氢气存储和运输系统及加氢站基础设施建设等问题。未来,我国氢能产业发展潜力巨大,但是在下决心大力发展氢能产业时,需要高度注意目前存在的实际情况和困难,要防范一系列的产业风险,做到有序发展,稳中有进,才能实施氢能产业的可持续发展。     

无氰电镀镉-钛合金对钢基体氢脆性能的影响

研究了无氰电镀镉-钛合金工艺对A100钢基体氢脆性能的影响,分别采用测氢仪法、氢含量测定法、恒载荷持久拉伸及慢拉伸的方法对A100钢基体电镀镉-钛合金氢脆性进行评价.结果表明:A100钢具有较低的氢脆敏感性,电镀镉-钛合金后氢大部分存在于镀层中,基体中氢含量较低;采用慢拉伸试验可以评价A100钢电镀镉-钛合金工艺的氢脆...     

金属陶瓷防腐蚀涂层替代镀镉或镉−钛工艺的研究

针对钢制零件采用镀镉、镀镉?钛工艺存在氢脆、镉脆风险及不利于环境保护的现状,研究采用涂覆IPcote9183或IPcote9183+IPseal9184形成金属陶瓷防腐蚀涂层(MCAC)的替代工艺。对比结果表明:上述2种金属陶瓷涂层的氢脆性和耐蚀性优于镉及镉?钛镀层,其他性能相当,能够完全替代它们应用于起落架钢制零件的表面防护。     

Hydrogen embrittlement of Zn-, Zn–Ni-, and Cd-coated high strength steel

Sacrificial coatings, such as Zn and Cd, are used to protect steel against corrosion. During the electrodeposition of metals, hydrogen is evolved due to electrolysis. The evolved hydrogen may diffuse outward and become trapped in the substrate/coating interface or migrate inward into the steel lattice causing delayed embrittlement when the component is subjected to stress. This study reports two principal variables for Zn, Zn–Ni, and Cd coatings: (i) the quantity of hydrogen absorbed by the coating and substrate by vacuum thermal desorption and (ii) the permeability of the coating material to hydrogen by electrochemical permeation. The findings were analyzed in correlation with the microstructural characteristics of both the coating material and the coating/substrate interface. With Zn–Ni, both coating process and coating material combined to significantly reduce the risk of internal hydrogen embrittlement by (i) introducing the least amount of hydrogen during the electrodeposition process and (ii) by the ease with which hydrogen can be extracted by baking due to the presence of cracks in the coating.     

钯膜制备新技术

介绍了钯膜的制备方法及在载体上制备越薄钯膜的改进技术，由无电子电镀过程制备的钯膜对氢渗透速率高，对氢有良好的选择性，由金属有机气相沉积法（MOCVD）在载体孔内沉积钯膜有助于防止氢的脆化作用，利用渗透压的新技术可控制膜的微观结构和孔隙率。将多孔不锈钢作为载体时，利用不同的技术能克服氢的脆化作用，减少钯膜厚度以及防止钯－银层与不锈钢间金属原子的相互扩散，由光催化沉积可在半导体载体上制备越薄钯膜。     

氢对不锈钢影响的研究新进展

不锈钢在工业应用中经常会有氢进入材料中,而氢对不锈钢的性能有着重要影响.文章综诉了氢对不锈钢影响的研究新进展,主要涉及氢对不锈钢力学性能的研究、氢致相变、氢对不锈钢钝化膜的影响.另外,详细分析了氧在不锈钢中扩散的计算.     

不锈钢网负载Al-beta分子筛涂层的制备及其在油水分离中的应用

使用二次生长法在不锈钢网表面制备了Al-beta分子筛涂层,并通过扫描电镜、X射线衍射和接触角检测对其进行了表征。Al-beta分子筛晶粒以球形呈现在不锈钢网表面,并相互交联而构成微纳双级粗糙结构,Al-beta涂层表现出超亲水和水中超疏油性质。将不锈钢网负载Al-beta分子筛涂层用于分离一系列油水混合物,并考察了其耐久性和稳定性。实验结果表明,不锈钢网负载Al-beta分子筛涂层在重复使用100次后其正己烷/水分离效率仍保持在97.1%以上,酸、碱和超声等处理对其形貌和油水分离效率几乎没有影响,具备优异的耐久性、自清洁性和稳定性,在实际油水分离过程中有很大应用潜力。     

Incidence of the polyol nature in waterborne polyurethane dispersions on their performance as coatings on stainless steel

Three waterborne polyurethane dispersions derived from polyester, polyether and polycarbonate diols with molecular weight of 1000 Da were synthesized by the acetone method and used as coatings on stainless steel 304 plates. The properties of the dispersions and the polyurethane films were influenced by the polyol nature. The polyurethanes obtained with polyether or polyester showed higher degree of phase separation between the soft and the hard segment. The higher adhesive strength under shear stresses was obtained in the joints produced with the waterborne dispersion obtained with polycarbonate diol. The properties of the polyurethane coating obtained with polycarbonate diol on stainless steel 304 were significantly higher as compared with the others. Improved performance of coatings obtained with polycarbonate diol was ascribed to the higher polarity of the carbonate groups that contributed to additional hydrogen bond formation between soft segments with respect to those obtained with polyether or polyester     

REFRACTORY CERAMIC BASE COATS FOR METAL*

Refractory ceramic base coatings were formulated and developed for application to ingot iron, low-carbon steel, and alloy metals. Mill additions to increase the effectiveness of the coatings produced from various frit glasses were studied. Diaspore proved to be the most desirable of the materials considered. The formulation of special frit glasses was undertaken to further increase the refractoriness and heat-resistant properties of ceramic coatings. The effects of changes in the base composition and the inclusion of various refractory materials was investigated. Tests for the evaluation of the coatings are listed with a summary of the results obtained. Metal preparation and procedures are described. Sandblasting is the recommended method of preparing metals for coating. Results of service tests are discussed. The important part that ceramics can play in aeronautics is pointed out.