间苯二胺-氧化石墨烯/有机涂层的制备及防腐性能研究

针对有机涂层中氧化石墨烯(GO)分散性差、与树脂相容性不好的问题,本工作选择间苯二胺作为"桥接物质",利用其分子上的两个胺基与GO和环氧树脂的环氧基团分别键合,从而改善GO与环氧树脂间的相容性。同时,利用间苯二胺的空间位阻效应有效改善了GO的团聚问题,提高在环氧树脂中的分散性。采用化学接枝法得到间苯二胺表面改性的GO(M-GO),并制备了M-GO与环氧树脂E-44复合涂料(EP/M-GO)。结果表明,间苯二胺的胺基能够成功与GO表面的环氧基团键合,且在透射电镜下可以观察到M-GO呈现出少量片层的状态,团聚现象明显改善。另一方面,涂层截面形貌表明M-GO与基料树脂之间结合良好。复合涂料在12 d的盐雾实验后仍然能够为金属基底提供保护,且浸泡1000 h后的阻抗模值(|Z|0.01 Hz)仍可达109数量级,防腐性能明显提高。     

交变压力环境下KH-550改性氧化石墨烯环氧涂层的失效机制

石墨烯因其优异的力学性能及热化学稳定性、较大的比表面积而在防腐涂层应用中备受关注。采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,研究了改性GO对深海交变压力模拟环境下环氧涂层失效机制的影响。利用TEM和沉降实验观察了GO粉末的分散性及其与环氧树脂的相容性;利用重量法、附着力测试和拉伸测试研究了涂层的防护性能;利用OCP和EIS研究了涂层在交变压力下的失效历程。结果表明：KH550改性GO涂层在抗渗透性、强韧性、附着力等方面均有明显提高。添加改性GO减少了涂层的表面缺陷,更加致密的涂层结构有效阻碍了溶液的扩散。改性GO与环氧树脂结合良好的界面可延缓交变压力的破坏作用,从而延长了涂层在交变压力环境下的使役寿命。     

深海交变压力对水在环氧涂层中传输行为的影响

目的深入了解有机涂层在深海交变压力环境下的失效机制,为涂层服役寿命的预测提供指导。方法利用增重法和电化学阻抗测量技术,研究常压和深海交变压力条件下水在环氧涂层中的传输行为,计算不同环境下水的扩散系数,并分析交变压力对水在涂层中吸水动力学的影响。结果交变压力加速了水在涂层中的传输过程,使其扩散机制由常压下的理想Fick扩散行为变为非Fick扩散,延长了饱和时间,增大了涂层饱和吸水率。微观形貌观测发现,涂层内部填料/基料界面产生了大量裂痕,是导致水在涂层中扩散机制发生改变的主要原因。结论交变压力通过压力对水的推动作用及对涂层结构的破坏,加速了水在涂层中的传输。     

纯Ti在600℃ NaCl盐雾环境中的腐蚀行为

在600℃NaCl盐雾环境中对纯Ti和Ti60合金进行腐蚀试验,通过扫描电镜,X射线衍射仪和电子探针等分析技术,从氧化动力学、氧化膜相组成和微观结构方面,研究了纯Ti在试验环境中的腐蚀行为。结果表明：在600℃NaCl盐雾环境中腐蚀100 h后,纯Ti的腐蚀速率远高于Ti60合金。NaCl的加入使纯Ti表面氧化膜形成孔隙和裂纹,增加TiCl₄的挥发和Ti的向外扩散,形成新的反应表面,开始新的生长周期,从而形成重复的多层氧化膜。     

超疏水聚苯胺胶囊的一步可控合成及其对有机涂层防腐性能的影响

通过乳液聚合法,控制表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的添加量,一步合成了具有超疏水性质、空心球形貌的聚苯胺胶囊,该微纳米空腔结构可实现缓蚀剂等物质的包覆功能。结果表明,不同表面活性剂添加量下的产物形貌均为空心球状,并且可实现水接触角由67°提升到152°的超疏水。将超疏水胶囊掺入涂层,在3.5%NaCl溶液中浸泡14 d后,低频阻抗模值为2.69×10¹⁰,与添加亲水性聚苯胺的环氧树脂涂层及不添加填料的环氧树脂涂层相比,涂层电阻超过一个数量级以上。其原因为粉末的超疏水性,增大了腐蚀介质在涂层中扩散阻力,同时由于长链烷基的掺杂,改善了聚苯胺粉末在环氧树脂中的相容性,提高了涂层致密性及耐蚀性。     

深海压力-流速耦合环境对环氧玻璃鳞片涂层失效行为的影响

采用吸水率测试EIS、附着力测试SEM、FT-IR等方法,对比研究常压-静态环境(0.1 MPa-0 m/s)、流体流动环境(0.1 MPa-4 m/s)、高静水压力环境(10 MPa-0 m/s)和压力-流速耦合环境(10 MPa-4 m/s)下环氧玻璃鳞片涂层的失效行为和机制.实验结果表明,耦合环境下,填料与涂层基...     

深海压力交变加速条件下改性石墨烯有机涂层的失效机制

采用可控的化学氧化法制备出功能化石墨烯,最终实现石墨烯与三乙烯四胺的接枝反应。结果表明:石墨烯经化学修饰后其片层结构更平滑舒展。添加改性石墨烯的涂层在致密性、附着力等方面的性能明显提高。化学改性通过提高石墨烯的分散性及其与环氧树脂基料的相容性,减少涂层的内部缺陷,涂层结构更加致密,有效阻挡了腐蚀介质的扩散。同时,与环氧树脂形成紧密结合的化学结合界面,延缓了交变压力对该界面的破坏作用,从而延长涂层在交变压力条件下的使役寿命。     

DZ40M和K452高温合金在NaCl熔盐中的循环热腐蚀行为研究

采用涂盐法研究钴基DZ40M和镍基K452高温合金的循环热腐蚀行为。利用失量法、XRD、SEM、EDS、划痕、二维轮廓等测试手段，表征了DZ40M和K452的循环热腐蚀失效过程，对比分析了两种高温合金失效行为差异的原因。结果表明：15周期后，K452的抗循环热腐蚀性能优于DZ40M，原因在于K452中Al、Ti、Ni元素含量更高，一方面生成的外层NiTiO3可以有效阻挡熔盐侵蚀，另一方面内层Al2O3保证了腐蚀产物膜与基体紧密结合。