有机-无机杂化纳米复合材料合成及性能测试

采用溶胶-凝胶法,以甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)及纳米氧化硅为原料,成功制备了有机-无机杂化纳米复合材料及涂层.以X射线衍射(XRD)、富立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段研究了杂化材料的工艺与结构及性能的关系,并对涂覆于铝合金基体上的纳米复合材料涂层的防腐蚀性能进行了实验检测.结果表明,有机-无机杂化纳米复合材料涂层具有优良的抗腐蚀性能.     

热处理温度对铝合金纳米TiO2复合涂层耐蚀性的影响

纳米TiO2耐蚀性能优良,采用溶胶-凝胶工艺、浸渍-提拉法在铝合金表面涂覆纳米TiO2复合涂层,并将涂层在不同温度下热处理,研究了热处理温度对纳米TiO2复合涂层耐蚀性能的影响.结果表明:100℃热处理的复合涂层的耐蚀性最佳,在3.5%NaCl溶液中腐蚀电流密度比铝合金基体降低了4个数量级,在基体表面形成了均匀的保护膜,对基体形成了良好的防护.     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料.通过浸渍-提拉法在铝合金(LY12)基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系.结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据.     

二氧化硅基有机-无机防腐蚀杂化膜的制备及性能

传统的钢铁表面覆膜技术如磷化、铬酸盐钝化等污染严重,硅烷化和有机-无机杂化涂层用于金属预处理则具有耐温、耐腐蚀等优点,又利于环保.以正硅酸乙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,采用溶胶.凝胶法制备了SiO2基有机-无机杂化材料.通过红外光谱对不同温度处理的杂化材料进行了分析,以差示扫描量热法研究了杂化材料在不同温度下的吸放热反应,结合对杂化溶胶涂覆于钢铁基体表面形成涂层的塔菲尔曲线分析,对杂化膜的保护性能进行了研究.结果表明:涂层试样在N2气氛下300℃热处理,可以保证涂层中Si-O-Si键等最大程度地键合,并有效保留了有机组分,从而有利于保证杂化材料涂层的完整性,较大地提高了基体钢铁的耐腐蚀性能,可作为金属表面涂装处理工序中良好的中间过渡层.     

金属表面复合保护涂层的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机复合溶胶.用提拉法将复合溶胶涂覆在不锈钢基板上,基板上的湿凝胶经热处理后便形成了透明保护涂层.对制备好的涂层进行了附着力和硬度等性能分析,分析结果表明:有机-无机复合溶胶易于成膜,且成膜具有很好的耐磨性、韧性和耐腐蚀性.     

溶胶-凝胶法制备抗原子氧涂层及性质研究

采用有机无机复合的溶胶-凝胶方法,合成了用于聚合物表面保护层的前驱溶液.采用旋转涂覆方法,将前驱溶液涂覆于聚酰亚胺基片上,制成了表面涂层.将所制得的相应涂层分别进行原子氧暴露试验,其表面形貌的变化通过扫描电镜观测.结果表明,在原子氧辐照下,无保护的聚酰亚胺表面已非常粗糙,与辐照前的光滑表面形成显著的对比.而涂覆有保护层的表面,原子氧辐照前后却没有变化.这表明使用这种有机无机复合的溶液涂层具有很好的抗原子氧能力.     

铝合金表面防腐蚀处理新工艺

为避免铬酸盐处理铝合金造成环境污染,以环境友好的γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,用溶胶-凝胶法在室温下制备有机-无机杂化溶胶,经浸涂并室温固化后在铝合金表面形成涂层.通过X射线衍射、反射吸收红外光谱、腐蚀测试技术(盐雾试验和动电位扫描)和标准胶带方法对涂层的结构、耐腐蚀性及粘结力进行了分析和测试,结果表明,由于形成了致密的非晶态涂层,同时涂层和基体界面之间形成了稳定的Ai-O-Si化学键,该涂层具有优异的耐腐蚀性能和强的结合力.     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米Si02涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料。通过浸渍-提拉法在铝合金（LY12）基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系。结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据。     

工业纯钛表面高能喷丸对溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石涂层的影响

将表面抛光和高能喷丸处理的工业纯钛在8mol/L NaOH溶液中处理后,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在其表面制备羟基磷灰石(HAP)涂层.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的表面、截面形貌及成份进行了分析;用拉伸试验机测试了涂层与基体之间的结合强度;动态凝血实验测试了涂层的血液相溶性;探讨了高能喷丸工艺对钛基体及涂层的影响.结果表明,通过sol-gel法,在两种基体表面制备了HAP涂层;高能喷丸工艺增加了基体的表面粗糙度和表面积,利于HAP的涂覆.提高了涂层与基体间的结合力,由抛光处理的10MPa提高到喷丸处理的30MPa;喷丸基体表面的涂层具有更好的抗凝血性.     

金属表面复合保护涂层的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机复合溶胶。用提拉法将复合溶胶涂覆在不锈钢基板上，基板上的湿凝胶经热处理后便形成了透明保护涂层。对制备好的涂层进行了附着力和硬度等性能分析，分析结果表明：有机-无机复合溶胶易于成膜，且成膜具有很好的耐磨性、韧性和耐腐蚀性。     

溶胶-凝胶法在PMMA上制备SiO2-Al2O3涂层过程的研究

采用溶胶－凝胶法，以无机盐ＡｌＣｌ３．６Ｈ２Ｏ、醇盐ＴＥＯＳ及自制偶联剂为原料，在ＰＭＭＡ上制备抗磨涂层，选择出得到高质量涂膜的合适组分及工艺。研究了膜形成的基本规律。     

有机硅KH-570改性硅溶胶杂化涂层的制备研究

以硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,将低钠型碱性硅溶胶经强酸性阳离子交换树脂离子交换后,得到酸性硅溶胶,将其与KH-570按一定比例共混搅拌,通过KH-570在酸性条件下,水解缩聚,制得有机/无机杂化溶胶。以低碳钢Q235为基材,制备出硅烷偶联剂KH-570(MEMO)改性硅溶胶的杂化涂层。以FT-IR测试方法对其结构进行了表征,采用动电位极化曲线测试涂层的耐蚀性能。以光学显微镜、SEM观察涂层与碳钢裸片在腐蚀前后的表面形貌。研究结果表明:酸性硅溶胶与KH-570的水解缩聚产物通过共缩聚反应在碳钢表面形成带有有机基团的无机交联网络,基本骨架由Si-O-Si组成,经过100℃热处理,即可得致密涂层,涂层均匀、透明,无缺陷。电化学分析表明涂层形成物理屏障,为基体提供了优良的腐蚀保护。杂化涂层显现出良好的耐蚀性能。     

溶胶-凝胶SiO2在变色薄膜中的应用

变色薄膜是一种非常有用的光学产品。用溶胶－凝胶SiO2作为变色薄膜中的介质层（Cr/SiO2/Al）能明显提高产品的质量和生产效率。本文介绍了溶胶－凝胶SiO2薄膜的制作方法，提出了用酸性催化控制SiO2溶胶过程；用网线辊涂布的方法形成薄膜，连同烘烧后处理完成SiO2凝胶过程。文章还对SiO2薄膜的光学特性和在制备变色薄膜中相关条件对整个薄膜性能的影响进行了分析。     

SiO2溶胶和Al(H2PO4)3封孔处理对等离子喷涂Fe基合金涂层性能的影响

为降低热喷涂涂层孔隙率,提高涂层耐蚀性,分别采用SiO_2溶胶和Al(H_2PO_4)_3对等离子喷涂层Fe基合金涂层进行封孔处理。采用扫描电镜对比考察了封孔处理前后涂层微观形貌的变化,利用能谱仪分析了封孔处理后涂层内部封孔剂的分布状态,用X射线应力测定仪测试了涂层封孔前后残余应力的变化,使用电化学工作站获得了封孔处理前后涂层的极化曲线并对比考察了涂层的耐蚀性。结果表明,SiO_2溶胶和Al(H_2PO_4)_3均可在Fe基合金涂层表面形成一层封闭膜层,并通过毛细作用以涂层孔隙为通道进入涂层内部,从而显著降低孔隙,对涂层起到密封作用,并改善涂层致密性。经SiO_2溶胶和Al(H_2PO_4)_3封孔处理后,涂层表层拉应力由291 MPa分别降到45 MPa和105 MPa,自腐蚀电流密度分别降低2.9%和72.3%。     

金属基表面Al2O3-SiO2涂层耐冲蚀性能的研究

结合炼钢转炉用风机因炉气而导致叶片磨蚀较快的实际情况，从改善叶片材料的角度出发，采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2涂层用在金属基体上进行试验。结果表明在含3％（质量分数）Si02磨粒的水介质中，单一三层的SiO2涂层、SiO2-Al2O3-SiO2涂层及混合溶胶制备的复合涂层的耐冲蚀性相近，均比单一三层的Al2O3涂层及A12O3-Sio2-Al2O3涂层好。混合溶胶制备的复合涂层在3％（质量分数）SiO2磨粒的酸性介质中表现出了良好的耐冲蚀性。     

Preparation and characterization of multi-walled carbon nanotube/hydroxyapatite nanocomposite film dip coated on Ti–6Al–4V by sol–gel method for biomedical applications: An in vitro study

In the present research, the introduction of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) into the hydroxyapatite (HA) matrix and dip coating of nanocomposite on titanium alloy (Ti–6Al–4V) plate was conducted in order to improve the performance of the HA-coated implant via the sol–gel method. The structural characterization and electron microscopy results confirmed well crystallized HA–MWCNT coating and homogenous dispersion of carbon nanotubes in the ceramic matrix at temperatures as low as 500 °C. The evaluation of the mechanical properties of HA and HA/MWCNT composite coatings with different weight percentages of MWCNTs showed that the addition of low concentrations of MWCNTs (0.5 and 1 wt.%) had improved effect on the mechanical properties of nanocomposite coatings. Moreover, this in vitro study ascertained the biocompatibility of the prepared sol–gel-derived HA/MWCNT composite coatings.     

等离子喷涂液相溶胶制备纳米ZrO2涂层的结构

采用等离子喷涂液相溶胶制备了氧化锆纳米结构涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜观察了溶胶干燥粉末和涂层的物相组成及显微结构。结果表明,溶胶自然干燥后为非晶态,通过加热可以得到晶体结构,等离子喷涂形成的涂层为单斜相与立方相的混合晶体结构。涂层由致密的熔化较好的颗粒和微裂纹组成。该方法能够得到晶粒很细的纳米结构涂层。     

溶胶浸渗处理对EB-PVD 制备的YSZ电解质涂层的影响

为探索溶胶浸渗处理对电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备8%摩尔比的氧化钇稳定氧化锆(8YSZ)涂层微观结构及性能的影响,采用EB-PVD工艺在沉积速率1μm/min的条件下制备了8YSZ电解质涂层.制备态涂层的断面表现为疏松的柱状晶结构,导致涂层的气密性差,因此对涂层进行了溶胶浸渗处理,即首先在负压下将涂层浸渗在钇锆的溶胶内,再进行550℃保温2 h的热处理.SEM分析表明,溶胶分解产物可以堵塞柱状晶间的孔隙,其渗入涂层的深度可达3μm.浸渗处理后,涂层的气体扩散系数由未处理态的6.78×10-5cm4/(N.s)降低至8次浸渗处理后的6.54×10-6cm4/(N.s).8次溶胶浸渗处理后涂层的电导率相比处理前提高不超过10%.     

Al(Ni)含量对钛合金激光熔覆AlNiMoSi复合涂层摩擦学性能的影响

研究含Al、Si元素涂层的摩擦学性能可为其应用提供重要的理论参考。以Al、Ni、Mo、Si粉末为原料,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V合金表面制备了Al质量分数分别为20%(Ni的为40%),30%(Ni的为30%),40%(Ni的为20%)的AlNiMoSi复合涂层,分别命名为20Al、30Al、40Al复合涂层。采用XRD、SEM和EDS分析了涂层的物相和显微组织,并测试了复合涂层的干滑动磨损性能。结果表明:20Al、30Al和40Al复合涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.380,0.258,0.325和9.36×10~(-5),8.43×10~(-5),1.05×10~(-4)mm~3/(N·m),30Al复合涂层的磨损性能最好,主要是因为该涂层中TiC和Ti3Al含量较高;20Al和40Al复合涂层的磨损机理主要为黏着磨损和磨粒磨损,30Al复合涂层的磨损机理主要为轻微的磨粒磨损。     

磁控溅射工艺参数对Cu,Al薄膜与Gd基底附着性的影响

为了探讨Gd表面溅射保护膜的附着性能,利用直流磁控溅射技术在Gd基体上分别镀Cu和Al膜.用扫描电镜(SEM)和能谱仪对薄膜进行表征,用引拉法测定了薄膜的附着强度.结果表明:A1膜表面质量好,Al/Gd界面结合好,附着强度高,在优化工艺参数条件下薄膜附着强度可达到27.60 MPa;Cu膜表面质量较差,Cu/Gd界面结合差,附着强度低,在优化工艺参数条件下薄膜附着强度最高仅为3.02 MPa.