AZ91D镁合金表面聚氨酯涂层耐腐蚀性能

利用附着力及铅笔硬度测试、浸泡试验、盐雾试验、电化学试验等方法对AZ91D镁合金表面的聚氨酯涂层及环氧聚氨酯涂层形貌和性能进行了研究,并对两种涂层的腐蚀保护效果及机理进行了探讨。结果表明,这两种涂层都能显著提高镁合金的耐腐蚀性能,与基材附着良好且硬度高。与聚氨酯涂层PU相比,环氧聚氨酯涂层ER/PU的耐腐蚀效果更好。     

采用荧光纳米填料改性环氧涂层实现缺陷可视化

通过水热法制备了8-羟基喹啉锌(ZnQ₂)荧光耐蚀双功能纳米填料,并添加到环氧树脂中制备荧光指示底漆;以单宁酸修饰的碳纳米管(TA-CNTs)作为填料制备高阻隔性环氧面漆,最终合成具有荧光缺陷指示与高耐蚀的双功能涂层。利用SEM、FT-IR、XRD、荧光光谱等验证了荧光纳米材料的成功合成;通过电化学测试和盐雾实验对该复合涂层的耐蚀性进行了评价,并通过荧光显微镜对复合改性涂层的缺陷指示功能进行了验证。结果表明：合成的ZnQ₂纳米填料具有优异的荧光指示和缓蚀作用,复合涂层经30 d的中性盐雾实验后,其低频阻抗|Z|_{0.01 Hz}仍保持在2.95×10⁹Ω·cm²,表现出了优异的耐蚀性。当复合涂层发生机械损伤时,涂层破损处在365 nm紫外照射下可发生强烈荧光。且经过盐雾实验10 d后,涂层缺陷处的荧光依旧保持良好,表明该荧光涂层有利于对涂层缺陷的快速诊断和维修指示。     

纳米氧化硅复合环氧和聚氨酯涂料耐磨性与耐蚀性研究

    利用两步法制备了纳米氧化硅复合环氧涂料和聚氨酯涂料.并对其耐磨性与耐蚀性进行了研究.其结果表明：与未加入纳米氧化硅的涂层相比,纳米氧化硅复合环氧涂层和聚氨酯涂层的显微硬度分别提高7%、6.2%,耐磨性有很大提高,同时纳米氧化硅聚氨酯涂层耐蚀性有明显提高,纳米氧化硅环氧涂层的耐蚀性没有下降.        

6061铝合金表面电弧喷涂纯铝涂层的研究

采用电弧喷涂技术在6061铝合金基材表面制备纯铝涂层.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对其显微组织结构、涂层形貌、腐蚀产物、孔隙率进行了分析.采用电化学试验、浸泡试验、中性盐雾试验检测了涂层在w(NaCl)=5%的溶液中的耐腐蚀性能.研究结果表明,在铝合金基材表面能够获得组织均匀致密,低孔隙率的纯铝涂层,涂层与基体为机械嵌合,涂层封孔处理后,试样的耐蚀性能有很大提高,涂层对基体无阴极保护作用.     

装载缓蚀剂的蒙脱土对环氧涂层耐蚀性能的研究

将不同比例的装载缓蚀剂蒙脱土和环氧树脂混合制备出纳米复合环氧涂层。根据电化学阻抗谱 (EIS) 和盐雾实验对涂层的耐蚀性进行表征。结果表明,3%装载蒙脱土环氧涂层的水扩散系数为9.89×10^-11 cm²/s,孔隙率为2.22×10^-8,整个浸泡过程中阻抗值在10⁹ Ωcm²以上,表现出最佳的耐蚀性。     

纳米复合氟碳涂料的性能研究

利用紫外线老化试验、电化学交流阻抗试验和盐雾试验对普通氟碳涂层和纳米复合氟碳涂层的性能进行了对比研究.结果表明，与普通氟碳涂层相比，纳米复合氟碳涂层的耐紫外老化性能良好，其色差值ΔE可降低23%；纳米复合氟碳涂层体系的电阻值提高一个数量级以上；耐盐雾腐蚀性能有显著改善.      

铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能

采用电弧喷涂工艺在6061铝合金基体表面喷涂高纯铝涂层,利用金相显微镜对涂层的组织进行观察,分析了基体与涂层的结合方式,测量了涂层的孔隙率.并采用质量分数为5%的NaCl溶液浸泡试验、盐雾试验和电化学试验,检验了涂层的耐腐蚀性.结果表明,利用电弧喷涂技术可以在6061铝合金基体表面形成均匀、致密、孔隙率低、结合良好的高纯铝涂层;高纯铝涂层耐腐蚀性较好,对铝合金基体起到了保护作用,涂层经过封孔工艺处理后保护作用更好.     

纳米二氧化钛硅烷接枝密度对水性环氧涂层耐蚀性能的影响

目的研究水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层在3.5%NaCl溶液中的失效规律和防腐性能。方法采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学接枝改性纳米TiO2颗粒,将硅烷改性纳米TiO2均匀分散在水性环氧涂料中,并把混合涂料涂覆在Q235钢试样上。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测试纳米TiO2表面化学接枝改性情况,采用电化学工作站测试复合涂层的电化学性能,采用激光共聚焦显微镜观察复合膜层的表面形貌。结果使用质量分数10%APTES改性纳米TiO2,单齿螺旋结构占有的比例更高;使用质量分数20%APTES改性纳米TiO2,具有最高的接枝密度,为11.78 APTES/nm^2。电化学测试结果显示,环氧/TiO2复合涂层比纯环氧涂层具有更好的耐蚀性能,其中加入质量分数20%APTES改性纳米TiO2的环氧/TiO2复合涂层对基体的保护性能最好,其涂层电阻是纯环氧涂层的12倍,电荷转移电阻是纯环氧涂层的18倍。在相同的腐蚀条件下,单齿螺旋结构更容易被破坏。加入硅烷纳米TiO2颗粒后,可以显著减少涂层表面尖峰状突起和孔洞。结论纳米TiO2的APTES接枝分子密度,是水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层耐腐蚀性能提高的直接原因。     

锌铝/富铝复合涂层在海洋环境中的耐蚀性研究

在锌铝涂层表面喷涂HD590富铝涂液形成复合涂层,对比了锌铝涂层与复合涂层的附着强度、耐磨性、微观形貌,并通过中性盐雾试验、海洋平台棚下大气暴露试验和海水周期喷淋试验,对比研究了二者的耐蚀性。结果表明:复合涂层的附着强度比锌铝涂层提高了30%,耐磨性好,涂层厚度满足紧固件工件的配合精度要求;复合涂层的抗盐雾腐蚀性能和耐海洋环境腐蚀性能优于锌铝涂层,其防腐机理为屏蔽作用、钝化作用和阴极保护相结合;防腐过程中,富铝层发生活化反应,产生一定的牺牲阳极保护作用,同时使涂层腐蚀电位负移,提高了其阴极保护作用。     

低温固化AMT–GO/EP复合涂层的制备及防腐性能研究

目的 研究?10 ℃下固化的复合涂层在常温和低温环境下的防腐性能。方法 通过溶液共混法成功制备了2–氨基–5巯基–1,3,4噻二唑修饰的氧化石墨烯(AMT–GO),并将其作为填料添加到环氧树脂(EP)中,随后在?10 ℃环境下进行固化,形成AMT–GO/EP复合涂层。同时,制备纯环氧涂层(纯EP)和氧化石墨烯增强环氧涂层(GO/EP)作为对照。通过盐雾试验、低温–盐雾交替试验、附着力测试和吸水率测试等方法研究了低温固化涂层的防腐性能。结果 加入AMT–GO填料的环氧涂层在?10 ℃的环境下经过72 h后可良好固化,形成更致密的交联结构,在6 d的中性盐雾试验后仍具备良好的防腐性能。该涂层的吸水率(2.77%)约为纯环氧涂层(5%)的一半,其附着力(5.53 MPa)大于纯环氧涂层的附着力(4.01 MPa)。结论 AMT可以有效地改善氧化石墨烯在环氧涂层中的分散性,在环氧涂层中添加一定量的AMT–GO可以提高低温固化涂层的交联密度,有效阻碍了腐蚀介质的渗透过程,提高了涂层的防腐性能。另外,该涂层在低温–盐雾交替试验中仍保持十分优异的防腐性能。     

海洋工程用铝合金的腐蚀与防护研究进展

海洋工程用铝合金部件在服役环境下引发的点蚀、晶间腐蚀等已成为困扰机器装备使用寿命和稳定性的关键问题。目前,阴极保护、缓蚀剂、阳极氧化和保护涂层是针对海洋环境中铝合金腐蚀的常用防护措施。阐述了海洋工程装备常用的铝合金类型和使用场所,发现5系和6系铝合金是船舶制造和海洋平台搭建的首选材料,其中,具备优异力学性能、耐腐蚀性能的5系铝合金一般用来制作甲板、储存装置等大型主要承力构件。重点综述了铝合金在海洋大气区、浪花飞溅区、海水全浸区的腐蚀行为和腐蚀机制,经对比发现,与钢不同,铝合金在海水全浸区的腐蚀最严重,而在环境最恶劣的浪花飞溅区腐蚀损伤相对较轻;点蚀、晶间腐蚀是2种典型的铝合金腐蚀类型,同时应力腐蚀、微生物腐蚀也制约着铝合金在海洋工程领域的应用。最后分析了当前在海洋环境中对铝合金腐蚀防护采取的几种措施,指出工程实际中采用的防护方式为2种及2种以上措施的联合使用,并提出铝合金未来在失效行为分析、性能优化和涂层材料选择等方面的发展趋势,以期为研发在极端海洋环境下服役的铝合金及其防护材料提供参考。     

掺杂镍对镁合金表面冷喷涂锌基涂层性能的影响

目的研究镍添加对冷喷涂锌基涂层耐蚀性的影响,为镁合金提供有效的防护涂层。方法采用低压冷喷涂技术在镁合金基体表面分别制备锌基和锌/镍基复合涂层,通过微观观察、摩擦磨损实验、电化学极化法和电化学阻抗谱测试及全浸泡腐蚀试验,研究镁合金表面冷喷涂涂层的结构、摩擦磨损行为和耐蚀性。结果镁合金表面冷喷涂锌基涂层后,其硬度和耐磨性得到显著提高,掺镍后的锌/镍基涂层具有更高的硬度和耐磨性。锌基和锌/镍基涂层均能为镁合金提供腐蚀防护,锌/镍基涂层比锌基涂层具有更好的耐蚀性。相对镁合金来说,锌基涂层和锌/镍基涂层的自腐蚀电位分别正移了260 mV和560 mV;长期腐蚀后锌/镍基涂层形成了更致密的腐蚀产物膜,腐蚀电阻显著高于锌基涂层。结论冷喷涂锌基和锌/镍复合涂层均能对镁合金提供防护作用,掺杂镍后的锌/镍基复合涂层具有更高的硬度、耐磨性和耐蚀性。     

镁合金表面Ni+C涂层的耐腐蚀与耐磨性能研究

目的提高镁合金表面的耐腐蚀和耐磨损性能。方法采用非平衡磁控溅射离子镀技术与化学镀技术相结合,在GW83镁合金表面制备Ni+C复合膜层。通过扫描电子显微镜和拉曼光谱分析了薄膜的形貌、成分和结构。利用电化学和浸泡后ICP-AES测试,评价了该复合碳膜涂层的耐腐蚀性能。同时采用摩擦磨损试验获得Ni+C复合膜层的磨损寿命。结果 Ni+C复合膜层致密均匀,表面孔隙率极低,表面碳层为典型的类石墨膜并且含有大量的无序结构。相对于GW83镁合金来说,Ni+C复合膜层的存在导致在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电位正移了301 m V,腐蚀电流密度从186μA/cm2降低至11μA/cm2。浸渍后ICP-AES试验显示,Ni+C涂覆的镁合金GW83的金属离子释放量更低。摩擦磨损试验表明,Ni+C涂层的磨损寿命为7000 s,与镁合金基体相比,Ni+C复合涂层极大地提高了其磨损寿命。结论在该Ni+C复合膜层中,表面碳层较致密,与Ni层结合良好,显著提高了基体的耐腐蚀性能。此外由于存在较厚的Ni中间层,对膜层起到了较大的支撑作用,Ni+C复合膜层从而延长了基体镁合金的磨损寿命。     

6063铝合金阳极氧化膜的耐碱腐蚀性能

铝合金建筑型材阳极氧化膜耐碱性能是衡量其质量的重要指标。采用自行研制的耐蚀性电位测量仪对预制不同厚度的6063铝合金建筑型材阳极氧化膜进行耐碱腐蚀性能测试,并用金相显微镜、扫描电子显微镜对氧化膜的腐蚀形貌进行观察。结果表明:随着6063铝合金阳极氧化膜膜层厚度的增加,其耐碱腐蚀时间逐渐增长;当腐蚀电位达1mV时停止试验,不同膜层厚度的试样腐蚀形貌大致相同。     

Microstructure and corrosion resistance of simultaneous Al-Fe coating on copper by pack cementation

Simultaneous Al-Fe coatings on copper were prepared by pack cementation to investigate the microstructure and corrosion resistance. The cross-section of prepared specimen was analyzed by scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS). Then the cross-section of specimen corroded by solution of ferric chloride in ethanol was evaluated using SEM and X-ray diffraction (XRD). The coating consists of an intermetallic layer and an interdiffusion layer, and the thickness of coating layer increases parabolically with holding temperatures from 730 °C to 900 °C. The aluminum content in the coating varies between 7.65 and 4.0% from the surface to the inside layer while the iron content varies between 2 and 0.5%. The coating layer is composed of а-Cu/Al solid solution with a small amount of iron. Alumina formed on the surface of the coating layer during corrosion provides very good protection for the coating layer in the corrosive atmosphere and enhances the corrosion resistance of the coating.     

海洋工程用结构铝合金无铬化学转化膜耐腐蚀及涂装配套性能

为改善服役于海洋环境下的结构铝合金的耐腐蚀性及其与底漆的配套性能,在两种典型海洋工程用结构铝合金(5083-H116和6061-T6)基体上制备了一种无铬钛/锆基化学转化膜———Alum-nanoceramic coating。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对膜层形貌及组成进行了表征,通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了膜层的电化学性能,利用中性盐雾试验及胶带剥离试验分别对膜层耐蚀性及其与环氧厚浆底漆的配套性进行了考察。结果表明:5083和6061铝合金Alum-nanoceramic无铬化学转化膜中性盐雾试验白锈面积达到5%所需时间分别为240h和168h;5083铝合金Alum-nanoceramic膜层比后者显示出更好的与环氧厚浆底漆的配套性能。     

镁合金表面铝涂层研究进展

镁合金在现代工业中有着广泛的应用前景,但较差的耐蚀性能限制了其发展,沉积铝涂层技术作为改善镁合金表面性能的新技术得到了关注。综述了镁合金表面沉积铝涂层的技术研究现状,分析了此种技术的优势,介绍了在镁合金表面沉积铝涂层的几种主要方法:扩散铝涂层、物理气相沉积、化学气相沉积、高能束熔覆等,分析了各自的优缺点,并展望了镁合金表面铝涂层技术的发展趋势。     

Evaluation of the Corrosion Resistance of Fe–Al–Cr Alloys in Simulated Low NO x Environments

Due to their excellent corrosion resistance, iron aluminum alloys are currently being considered for use as weld claddings in fossil fuel fired power plants. The susceptibility to hydrogen cracking of these alloys at higher aluminum concentrations has led researchers to examine the effect of chromium additions on the corrosion resistance of lower aluminum alloys. In this work, three iron aluminum alloys were exposed to simulated coal combustion environments at 500 and 700 °C for short (100 h) and long (5000 h) isothermal durations. Scanning electron microscopy was used to analyze the corrosion products. All alloys exhibited excellent corrosion resistance during short term exposures. For longer test times, increasing the aluminum concentration improved alloy corrosion resistance. The addition of chromium to the binary iron aluminum alloy prevented the formation iron sulfide and resulted in slower corrosion kinetics. A general classification of the scales developed on these alloys is presented.     

Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层制备及耐蚀性的研究

目的提高金属材料在海洋环境下的耐蚀性。方法采用化学镀方法在Q235碳钢表面施镀Ni-Zn-P合金镀层和Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对镀层表面形貌和断面成分进行了分析。结果 Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层相对于Ni-Zn-P合金镀层胞状组织更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密。Ni-Zn-P合金镀层断面厚度为6.5μm左右,锌和磷的质量分数分别约为4%和14%。Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层断面总厚度约7.5μm,内层镀层的厚度约2.3μm,磷的质量分数约为9%;外层镀层厚度约5.2μm,锌和磷的质量分数分别约为5%和11%。在5%Na Cl溶液中腐蚀144 h后,Ni-Zn-P合金镀层遭到了严重的破坏,有许多裂纹,而Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层仍然连续完整,没有严重的破损,只是局部腐蚀,这说明双层镀层更耐蚀。结论 Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层腐蚀速率明显低于Ni-Zn-P合金镀层,相对于Ni-Zn-P合金镀层耐蚀性更好。     

镁合金表面HA复合涂层的设计研发及应用展望

镁及镁合金具有与骨骼硬组织良好的力学性能适配性、生物相容性和体内可生物降解等优良特性,被认为是一种最具有应用潜力的新型外科金属基植入材料,但其过快的降解速度限制了它的应用和普及推广。羟基磷灰石(HA)具有良好的生物活性,在镁合金表面制备HA涂层,能有效增强镁合金植入体的活性和耐腐蚀性,延缓其降解速率。但纯的HA涂层存在脆性大,强韧性不足,与基体间黏附力较差且功能性单一等问题,因此开发镁合金表面的高品质、多功能HA复合涂层,具有非常重要的科学和实践价值。本文综述了近年来开发的在镁合金基体表面的HA复合涂层及在骨修复上应用的研究进展,并对未来镁合金基体表面HA复合涂层的研究发展趋势进行了展望。