冷喷涂Zn-50Al复合涂层在海水中的耐蚀性能

利用电化学方法和微观测试手段,研究了冷喷涂Zn-50Al涂层在天然海水环境中的耐蚀性能。研究表明,与纯锌、纯铝涂层相比,对于钢基体,锌铝复合涂层具有更加合适的阴极保护电位,可以大大提高防护寿命;海水环境中涂层表面会形成一层致密稳定的腐蚀产物膜,能有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,涂层会保持在一个较低的腐蚀速度。     

新型达克罗涂层的制备与组织结构

目的 制备环保的无铬达克罗涂层,研究涂层烧结和腐蚀前后微观组织结构的变化,探究涂层的防腐机制。方法 用锌铝合金粉替代锌铝混合粉,钼酸盐和硅烷偶联剂取代铬酸盐制备无铬达克罗涂料,采用喷涂技术在Q235钢基体上涂装制备涂层。通过X射线衍射仪(XRD)分析涂层在烧结和腐蚀前后的物相组成。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析涂层在烧结和腐蚀前后微观组织形貌的变化。结果 钢基体上无铬达克罗涂层组织致密,表面平滑,呈银灰色,无明显孔隙,涂层厚度为8~12 μm。涂层烧结前后表面均由富锌α相、富铝η相和Fe相组成,但烧结后物相的结晶程度较高,未有新相产生。涂层与基体结合紧密在于涂层中的Zn和Al与基体中的Fe在结合界面处相互扩散形成冶金结合。在浸泡试验中,锌铝合金粉优先溶解为海绵状组织,随后与腐蚀介质反应生成针状成岛状分布的腐蚀产物,腐蚀产物包括Zn5(OH)8Cl.H2O、Al5Cl3(OH)12.4H2O、Zn5(OH)6(CO3)2和少量Fe(OH)3。结论 烧结有利于提高涂层物相的结晶度和涂层表面的致密性,有效发挥涂层物理屏蔽作用。涂层腐蚀防护机制为:腐蚀初期主要发挥片状锌铝粉片层状结构的物理屏蔽作用和腐蚀产物填充涂层破坏区域的自修复作用,随着腐蚀时间的延长,涂层发挥牺牲阳极的阴极保护作用。     

多因素综合海洋气候模拟加速试验技术在紧固件表面处理工艺筛选中的应用

目的进行表面处理工艺筛选。方法采用海洋气候多因素综合模拟加速试验技术,对镀锌三价铬钝化、镀锌六价铬钝化、镀锌镍合金、无铬锌铝涂层、拉孚铼工艺和石墨烯涂层6种汽车紧固件表面处理工艺进行试验。测定保护层初期腐蚀、保护层腐蚀10%(面积)和基体金属腐蚀10%(面积)的时间,根据检测数据评价上述工艺的保护性能并进行优劣排序。与万宁站户外暴露试验结果对比分析,验证筛选结果的正确性,同时评价海洋气候多因素综合模拟加速试验技术的加速性和相关性。结果 6种表面处理工艺出现保护层初期腐蚀的时间分别为24、48、48、48、144、72 h;保护层腐蚀10%(面积)的时间分别为48、72、72、72、216、144 h;基体金属腐蚀的时间分别为216、168、432、432、432、216 h。腐蚀外观形貌变化过程与户外暴露试验相似,平均加速倍率为21。结论上述工艺保护性能优劣排序为拉孚铼工艺、无铬锌铝涂层、锌镍合金镀层、石墨烯、镀锌三价铬钝化和镀锌六价铬钝化。海洋气候多因素综合模拟加速试验技术与户外暴露试验结果相比具有高加速性和良好相关性,筛选结果正确。     

高能高速等离子喷涂NiCoCrAlY涂层抗燃气热腐蚀性能

目的研究NiCoCrAlY涂层抗高温燃气热腐蚀性能。方法采用高能高速等离子喷涂工艺在Ni_3Al基高温合金IC6基体表面制备NiCoCrAlY涂层,测试了涂层与基体间的结合强度以及涂层和IC6基体在900℃高温环境下的抗燃气热腐蚀动力学曲线。并借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析燃气热腐蚀试验前后涂层的显微组织和物相结构组成。结果高能高速等离子喷涂工艺制备的NiCoCrAlY涂层致密性高,孔隙率≤3%;涂层与基体结合状态好,平均结合强度达到62 MPa;涂层中氧化物和夹杂含量少。经100 h燃气热腐蚀后,基体和涂层的腐蚀速率分别为8.09 g/(m2·h)和0.50 g/(m~2·h)。结论 NiCoCrAlY涂层显著提高了IC6合金的抗燃气热腐蚀性能。涂层表面生成了以Al_2O_3和Cr_2O_3为主要成分的完整致密的氧化膜,Al_2O_3抗氧化性能好,Cr_2O_3抗腐蚀性能好,在两者共同作用下,腐蚀气氛向涂层内部的侵蚀被有效地阻挡或延缓;同时涂层内孔隙、氧化物夹杂等缺陷含量少,腐蚀气氛的扩散通道被阻隔或延长,降低了腐蚀速率,使得涂层对基体合金起到了很好的保护作用。     

SiC/MoSi_2高温抗氧化涂层的制备及性能探究（英文）

采用磁控溅射法在C/C复合材料表面制备Si C/Mo Si_2抗氧化涂层,并利用SEM、XRD以及EDS等测试手段对抗氧化涂层的组织结构、抗氧化性能和抗氧化机制进行了研究。结果表明,用磁控溅射法制得的涂层结构致密、厚度均匀可控,呈柱状晶。在1500℃静态氧化60 min后涂层试样的氧化质量损失为3.2×10~(-2)g·cm~(-2),涂层表现出优异的抗氧化保护性能。导致C/C基体被氧化失重的主要原因是涂层中沿晶界产生的贯穿裂纹为氧气进入基体表面提供了通道。     

蒸镀锌镁合金镀层的组织及腐蚀行为

采用真空蒸镀方法在镀锌钢板表面沉积一定厚度的镁,然后对其进行合金化退火处理获得了新型锌镁合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了镀层表面及截面、切边的微观组织,利用能谱(EDS)进行了微区成分分析;应用盐雾试验,电化学方法对锌镁镀层钢板的耐蚀性进行了研究,利用X射线衍射分析了镀层及镀层盐雾试验腐蚀产物的物相组成。结果表明,蒸镀锌镁镀层主要由MgZn2及其他锌镁合金相组成,锌镁镀层比普通镀锌板具有更强的耐腐蚀性能,同时有更好的切边耐腐蚀性能。在宏观上表现为蒸镀锌镁镀层腐蚀产物相对于纯锌镀层更加致密,在电化学行为上表现为蒸镀锌镁镀层具有更小的腐蚀电流密度和更高的极化电阻。     

NiCr涂层结构对Nb-1Zr合金抗氧化性能的影响

为提高Nb-1Zr合金基体在600℃大气环境下的抗氧化性能,采用等离子增强电弧离子镀技术在Nb-1Zr合金表面低于300℃下实现不同复合结构的NiCr涂层。利用恒温氧化表征了涂层在600℃、500 h大气环境下的抗氧化性能,揭示了不同复合结构涂层失效以及抗氧化机理。结果表明,单一NiCr涂层中存在的大量"微孔"结构缺陷相互连通构成了氧元素进入基体的扩散通道,界面处基体首先发生氧化,生成以Nb_2O_5为主的粉末状氧化产物。随着氧化时间的延长,氧化产物逐渐增多,体积逐渐膨胀,造成表面鼓泡直至破裂失效。采用NiCr多层复合结构能够显著降低涂层中形成"贯穿孔"的几率,但并未改变涂层的失效方式。而基体与NiCr层之间引入Cr过渡层,能够在界面处与扩散进入的氧首先反应生成致密的Cr_2O_3层,阻碍氧向基体的进一步扩散,且随着氧化时间的延长,涂层中的Cr向表面的扩散使得其表面相应形成一层致密的Cr_2O_3层,双层致密氧化膜的形成确保了基体抗氧化性能的提高。结果显示,Cr/NiCr多层复合结构涂层能够使Nb-1Zr合金在600℃大气环境下的抗氧化时间延长至500 h,氧化增重率仅有0.08g·(m~2·h)~(-1)。     

锌铝涂层的研究开发与应用

锌铝涂层(也叫达克罗涂层)是一种新兴的金属防腐涂覆技术。它具有高耐蚀、无污染、无氢脆等优点。对锌铝涂层的配方、工艺及其应用进行了研究。通过对分散剂、流平剂等的优选,获得了多层片状叠加的致密涂层。通过盐雾试验和酸碱浸泡腐蚀试验比较了锌铝涂层、磷化膜和电镀锌层的性能,表明锌铝涂层是一种优良的耐腐蚀涂层。     

空心微珠改性无机硅酸锌涂层的防护性能

用粉煤灰中提取的空心微珠对无机硅酸锌涂层进行改性,通过电化学测试和盐雾试验对比研究无机硅酸锌涂层改性前后的耐腐蚀性能,并利用扫描电镜观察涂层的微观结构。结果表明:经预处理后的空心微珠改善了涂层的耐腐蚀性能,空心微珠的加入显著提高了涂层的致密度。此外,在腐蚀过程中生成的腐蚀产物与涂层微孔结构结合良好,有效提高了腐蚀介质向涂层内部渗透的阻力,对基体起到了良好的保护作用。     

20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗热冲击和抗氧化性能研究

目的针对工作温度较低(低于550℃)的热作模具,研究热喷涂20%NiCr-80%Cr3C2涂层在5CrNiMo热作模具钢基体上的抗热冲击和抗氧化性能。方法利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在5CrNiMo热作模具钢基体上制备20%NiCr-80%Cr3C2涂层。采用维氏显微硬度计和万能力学试验机分别测试涂层表面的显微硬度和结合强度;采用管式炉研究涂层在250~550℃之间的抗循环热冲击及抗氧化性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪分析表征涂层经循环热冲击试验前后样品的形貌、组织结构及物相组成。结果20%NiCr-80%Cr3C2涂层组织均匀致密,具有极高的表面显微硬度(818.9HV)和结合强度(64.0MPa)。200次循环热冲击后,涂层内部产生了微裂纹,但并未相互连通,样品表面依旧保持光洁平整,且粘接相中析出的碳化物颗粒使涂层硬度大幅提高(1029.0HV)。涂层与基体界面形成了Fe和Cr元素的氧化物层,但其厚度增至约1μm后处于稳定阶段,且该氧化层连续致密,与基体和涂层结合良好,并未表现出使涂层剥离的倾向。结论利用HVOF制备的20%NiCr-80%Cr3C2涂层抗循环热冲击性能良好,且能够有效提高5CrNiMo热作模具钢工作表面的硬度和抗氧化性能。