天然气管道纳米复合涂层结构设计及性能测试

为解决天然气管道易泄露、腐蚀严重的问题,首先运用有限元分析技术对天然气管道受力薄弱环节进行模拟失效分析,分析结果表明:管道内壁粗糙度对耐久性有较大影响。采用有机/无机纳米复合涂层对内壁进行了防护,提高了内壁表面光洁度,并利用纳米粒子的壁虎效应与内壁形成牢固的结合力,确保涂层无脱落、无剥离,利用纳米粒子的荷叶效应与流体介质产生自洁净效果,确保内壁无结垢。通过金相分析、显微电镜实验、XRD表征及电化学实验,综合分析了纳米复合涂层的耐久性。测试结果表明,新型纳米复合涂层不仅具有比普通涂层明显的防腐效果,而且还具有一定程度的自修复功能。     

7-羟基香豆素-LGdH 复合体的合成及发光性质研究

针对有机光活性分子易于聚集、光热稳定性差等缺陷,将有机发光客体引入层状稀土氢氧化物(LRHs)层间,制备有机/无机复合发光材料。利用层板稀土阳离子与层间有机阴离子的协同作用,期望得到发光可调的多色发光材料。通过改进的均匀沉淀法制备了硝酸根型层状钆氢氧化物 NO3-LGdH,采用离子交换法将7-羟基香豆素(7HC)与表面活性剂1-辛烷磺酸钠(OS)共同引入层间得到有机/无机复合体。通过 XRD、IR、SEM、PL等表征了复合体的结构、形貌及发光性质。研究结果表明,有机物7HC在 NO3-LGdH 层板间为横向排布,OS引入可使复合体层间距明显增大,此时7HC可在层间竖直排布。复合体基本保持了 NO3-LGdH 前驱体的拉长六边形片状形貌,但形成了柱状或花状聚集体。改变激发波长可实现发光调控,得到由紫色到蓝色的复合发光材料,为新型有机/无机复合发光材料的开发和研究提供了新思路。     

溶胶-凝胶法制备纳米钛酸铅的工艺

采用无机溶胶-凝胶的方法来制备纳米钛酸铅粉体,以廉价的无机钛盐为原料,有效克服了传统方法因采用有机钛盐或有机钛而导致的生产成本过高的缺点,并利用XRD、FT-IR、SEM等分析手段对样品的颗粒大小、结构和形貌进行了表征.研究结果表明:制备出的PbTiO3干凝胶在1 000℃下热处理2 h可以得到结晶程度很好的纳米PbTiO3粉体.     

石墨烯对聚乙烯醇缩丁醛防腐涂层性能的影响

为提高涂层的防腐蚀性能,采用改进的Hummers法成功制备了氧化石墨烯(GO),利用水热还原法制备还原氧化石墨烯(rGO),将rGO与无机纳米粒子(SiO_2、TiO_2)结合,采用刷涂的方法制备rGO/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)复合涂层;通过TEM、FT-IR、XPS等观察分析GO及rGO的表面形貌和微观结构,并利用摩擦磨损和接触角测试研究rGO/PVB涂层的疏水性,同时利用电化学分析进一步探究防腐涂层的防腐性能.结果表明:rGO与无机纳米粒子复合,得到的rGO/PVB涂层的疏水性较好,且在研究范围内随rGO含量的增加,涂层的防腐性能越好,当rGO质量分数为0.6%时涂层的腐蚀速率最小,防腐效率最高为99.79%.     

二氧化硅改性环氧树脂胶黏剂性能研究

采用聚氨酯增韧环氧树脂,并利用有机化的纳米SiO2为改性剂制备纳米改性环氧树脂胶黏剂.利用扫描电子显微镜( SEM)观察无机纳米粒子在聚合物基体中的分散性及复合材料的断面形貌,结果表明无机纳米粒子在复合材料中分散性良好,而且聚氨酯在环氧树脂基体中形成了“孔洞结构”.采用电子拉力机、TGA以及介电谱仪等方法测试了复合材料...     

蒙脱石对改性硅酸盐富锌防腐涂料性能的影响

为了提高富锌防腐涂料的综合性能,以硅丙乳液、硅溶胶、氢氧化钾、鳞片状锌粉为主要原料,分别添加经HOOC(CH2)17NH+3有机改性的蒙脱石与无机蒙脱石作为抗沉剂,制备改性的硅酸钾水性无机富锌防腐涂料.探讨了蒙脱石种类和用量对富锌涂料涂层性能、表面形貌及耐蚀性的影响.结果表明:采用有机蒙脱石作为抗沉剂的富锌防腐涂料的综合性能优于未添加抗沉剂的涂料,而后者的综合性能优于采用无机蒙脱石作为抗沉剂的涂料.当以加入量为涂料总质量的0.3%的有机蒙脱石作为抗沉剂时,所配制的涂料涂层表面平整、致密且机械性能以及耐腐蚀性能优异,是一种绿色长效的防腐涂料.     

SOL-GEL法制有机聚合物/无机纳米粒子复合材料

归纳了SOL－GEL法制有机／无机纳米复合材料（ONIC）的复合方法,如：有机聚合物存在下形成无机相纳米粒子;无机纳米相存在下进行有机单体聚合;无机溶胶与有机聚合物溶液共混,再凝胶化,用杂交法将有机单体与无机溶胶同步聚合形成互贯网络,这种复合材料的最大结构特点是微区的大小在纳米尺寸范围内,也可是互相贯穿的,其材质是高度透明的,耐热,热分解温度和力学强度比纯聚合物有较大的提高。     

丙烯酸等离子体改性纳米TiO2/PET复合体非等温结晶动力学

为提高纳米颗粒在聚合物中的分散性,使用丙烯酸(AA)等离子体聚合技术,在TiO2纳米粉体表面包覆均匀的有机聚合物薄膜.将AA等离子体改性纳米TiO2分散在乙二醇溶液中,与对苯二甲酸聚和获得了包含丙烯酸等离子体改性纳米TiO2的PET复合体.使用DSC法研究了AA等离子体表面改性纳米TiO2粉体对PET复合体结晶性能的影...     

AZ31镁合金表面硅烷/氧化石墨烯复合涂层的制备及其耐蚀性

选用绿色环保的硅烷偶联剂(APTEs)和氧化石墨烯(GO)在AZ31镁合金表面制备了一种防腐蚀性的有机-无机(APTEs/GO)涂层。首先研究了硅水醇比对氨丙基三乙氧基硅烷(APTEs)水解的影响,确定了最优水解工艺参数。然后采用旋涂的方法制备出APTEs/GO双涂层,运用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等测试方法研究了涂层的表面形貌。结果表明:APTEs/GO膜均匀致密无缺陷,膜层厚度为1μm,与基体结合良好。电化学测试结果表明:APTEs/GO膜有效提高了AZ31镁合金的耐腐蚀性能,且提高幅度明显高于单一硅烷膜。     

利用Langmuir-Blodgett膜技术制备低维层状的纳米无机氧化物异质结构材料

Langmuir-Blodgett(LB)膜是一种能够比较准确地控制双亲分子在薄膜中的有序排列的界面自组装技术。近年来随着自组装、纳米和超分子科学和技术的发展,人们利用LB技术在气液界面控制和组装了多种由无机纳米材料和有机-无机杂化材料构成的异质结构和低维层状结构。本文以几种常见的无机纳米氧化物(SiO_2、TiO_2、ZnO和Fe_3O_4等)为例,总结了这些纳米无机氧化物LB膜的制备方法、微观形貌、物理化学性质和可能的应用前景。     

Preparation of Poly(o-toluidine)/Nano ZrO_2/Epoxy Composite Coating and Its Application for Corrosion Protection of Steel

The main objective was to study the anticorrosion performance of poly(o-toluidine)/nano ZrO_2/epoxy composite coating.Poly(o-toluidine)/nano ZrO_2 composite was prepared by in situ polymerization of o-toluidine monomer in the presence of nano ZrO_2 particles.Fourier transformation infrared spectroscopy(FT-IR),UV-visible spectroscopy(UV-vis),X-ray diffraction(XRD),Scanning electron microscopy(SEM),and Thermogravimetric analysis(TGA) were used to characterize the composition and structure of the composite.Poly(o-toluidine)/nano ZrO_2 composite was mixed with epoxy resin through a solution blending method and the three components poly(o-toluidine)/nano ZrO_2/epoxy composite coating was coated onto the surface of steel sample by the brush coating method.The anticorrosion performance of poly(o-toluidine)/nano ZrO_2/epoxy composite coating on steel sample was studied by polarization curve and electrochemical impendence spectroscopy in 3.5% Na Cl solution as corrosion environment and also compared with that of poly(o-toluidine)/epoxy composite coating and pure epoxy coating.It was observed that the composite coating containing poly(otoluidine)/nano ZrO_2 composite has got higher corrosion protection ability than that of poly(o-toluidine).The electrochemical measurement results demonstrated that poly(o-toluidine) fillers improve the electrochemical anticorrosion performance of epoxy coating and the addition of nano ZrO_2 particles increases the tortuosity of the diffusion pathway of corrosive substances.     

化学沉积法制备Ni-P-SiC复合镀层的研究

研究了在碳钢基材表面进行化学沉积Ni-P-SiC复合镀层的工艺和条件,对镀层的成分进行了扫描分析,对镀层的金相组织进行了观察分析;结果表明SiC硬质纳米粒子嵌入,使Ni-P合金基质产生沉淀强化,使镀层硬度增加.通过对磨实验和腐蚀实验证明,复合镀层可使碳钢零件耐磨性能提高3倍,可使碳钢零件耐蚀性能提高4倍,有效地延长了钢铁零件的使用寿命.     

Degradation mechanism of lacquered tinplate in energy drink by in-situ EIS and EN

The corrosion process of phenolic epoxy coated tinplate in energy drink was investigated by in-situ electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and electrochemical noise(EN) techniques. The experimental results indicate that the degradation process of novolac epoxy coated tinplate in energy drink can be divided into three main stages: organic coating wetted by the beverage; corrosion initiation beneath the organic coating; and corrosion extension process. It was proposed that the tin coating and carbon steel were mainly corroded by organic acids in energy drink through the pores of the organic coating. After the tin coating was corroded, the carbon steel started to corrode due to its higher electrochemical activity and became to be the dominated corrosion reaction.     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

热喷涂FeCrAl/Al复合涂层抗高温硫化的研究

为了提高材料的抗热腐蚀性能,采用电弧喷涂方法在钢铁基体表面施加FeCrAl/Al复合涂层,通过沉积Na2SO4的900℃热腐蚀试验以及二硫化碳生产装置中的现场挂片试验,研究了FeCrAl/Al复合涂层的高温硫化表现。实验结果表明:FeCrAl/Al复合涂层提高了钢铁材料的抗高温硫化腐蚀能力,在高温硫化初期,外表面的Al涂层首先发生氧化,形成连续的Al2O3层,显著地减缓了硫原子向复合涂层内部的扩散速度。随着复合涂层中Cr、Al等有效抗硫化合金元素的相互扩散,形成FeCr金属间化合物层,进一步阻碍硫原子扩散,对钢铁基体材料提供有效的高温硫化防护作用。     

Mg-9Gd-3Y镁合金PEO-EPD复合膜层组织结构与耐蚀性研究

为了提高镁合金的耐蚀性,本文利用扫描电镜分析了Mg-9Gd-3Y(GW93)镁稀土合金表面等离子电解氧化陶瓷层、等离子电解氧化-电泳复合膜层和电泳膜层的表面与纵截面形貌组织,利用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)分析了电泳膜层有机官能团类型,用电化学测试手段和盐雾试验方法测试了该合金不同处理膜层的耐蚀性,讨论了电泳电压和固体粉料分数对等离子电解氧化-电泳复合膜层厚度、成膜速率和耐蚀性的影响.研究结果表明,随着电压、固体份的升高,等离子电解氧化-电泳复合涂层厚度和成膜速率呈增大趋势,腐蚀速率随着电压升高呈先减小后增大的趋势,随着固体份的增加呈降低趋势.电泳电压为70V,固体份为19%时,在等离子电解氧化膜层上生成陶瓷层与有机化合物层结合紧密的等离子电解氧化-电泳复合膜层,腐蚀电流密度比等离子电解氧化膜层降低两个数量级,自腐蚀电位正移200mV,耐蚀性提高近13倍.     

钛纳米改性聚合物防腐涂料的研究

为保护大庆油田三元复合液中油管,以钛纳米改性聚合物为主要原料,研制了钛纳米改性聚合物重防腐涂料.采用透射电子显微镜(TEM)研究了钛纳米改性聚合物平均粒径.采用正交试验法,确定最佳原料配比.采用扫描电子显微镜(SEM)研究了漆膜腐蚀.采用金相显微镜研究了钛纳米改性聚合物在漆膜中的分布.探讨了油管的腐蚀机理和钛纳米涂料的防护机理.实验结果表明:钛纳米含量为6%时,涂料具有最佳的防腐蚀效果,能很好的保护大庆油田三元复合液中的油管,并具有优异的抗化学药品介质的腐蚀性能.     

Nanophase formation and its behavior of corrosion resistance in C+Ti dual implanted steel

After corrosion and pitting corrosion, the wire nanometer phases are observed using a transmission electron microscope (TEM) in C + Ti dual implanted H13 steel. The property of corrosion resistance dual-implanted (C + Ti) H13 steel is studied using multi-sweep cyclic voltammetry. TEM images of the cross section of an implanted sample reveal plenty of circular nanometer structures with diameters of 10-30 nm. The phases are densely embedded in the implanted layer. The embedded structure improves the surface corrosion resistance, as can be observed with a scanning electron microscope (SEM). The phases with the shape of a tiny wire in nanometer size are formed. The nanometer phases, consisting of TiC, FeTi and FeTi2, are formed in dual implanted layer. The corrosion current peak density decreases to 1/16-1/10 that of the unimplanted H13 steel. The formation conditions of the nanometer phases and their effects are investigated. The passivation layer consists of nanometer phases. The corrosion resistance of th     

镍钛合金表面含壳聚糖的钙磷复合涂层的仿生合成

将高浓度模拟体液5×SBF与壳聚糖溶液相互结合,在预处理后的镍钛合金基体上快速形成了含壳聚糖的钙磷复合涂层。电化学测试表明,钙磷涂层复合壳聚糖以后,阳极极化曲线中的钝化区变宽,击穿电位明显升高,涂层的抗腐蚀性增强。复合涂层在单倍模拟体液SBF中浸泡4d后,SEM、EDS对涂层的测试结果表明,复合涂层具有良好的生物活性。     

溶胶凝胶旋涂法制备不锈钢Al2O3-CeO2-Y2O3复合涂层

本文以Al（NO3）3·9H2O,Ce（NO3）3·6H2——Y（NO3）3·6H2O为原料,PVP（聚乙烯吡咯烷酮）为稳定剂,用sol-gel法通过共沉淀水解再胶溶的办法,得到透明、稳定性能好的复合溶胶.利用旋涂法在SUS304不锈钢基体表面涂覆凝胶膜,经热处理得到复合涂层.采用XRD、SEM、EDS和电化学工作站等测试技术对复合涂层的相组成、微观形貌、成分及耐腐蚀性能等进行测试、表征.实验结果表明：用溶胶凝胶旋涂法能够成功制备出均匀的Al2O3-CeO2-Y2O3复合涂层.当主盐硝酸铝的浓度为0.60 mol/L,加入PVP含量为0.3 mol/L时,旋涂速度为3000r/min,旋涂8次,采用自然干燥再经过800℃煅烧能制得较为均匀连续,并且具有优良抗腐蚀性能的Al2O3-CeO2-Y2O3复合涂层.