聚脲涂层的耐酸、碱、盐腐蚀试验及结果

采用海水浸泡、盐雾试验、硫酸浸泡和氢氧化钠浸泡腐蚀等方法,研究了聚脲涂层的耐腐蚀性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了涂层老化后的表面形貌.结果表明,海水浸泡180天后,聚脲涂层的拉伸强度仅下降4%,断裂伸长率增加了1.2%.盐雾试验180天后涂层拉伸强度下降了25.7%,断裂伸长率增加了4.2%,涂层表面局部有孔洞,涂...     

20CrMo钢表面喷涂有机硅改性聚脲的腐蚀行为

通过在20CrMo钢试样上喷涂有机硅改性聚脲涂层,用粘结力测试仪和显微硬度计对涂层的粘结力和硬度进行测试,采用恒温井液浸泡试验和高温高压腐蚀试验测试了涂层的耐蚀性能,结合扫描电镜(SEM)观察腐蚀形貌,并计算腐蚀速率,采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)对涂层抗应力腐蚀性能进行分析.结果表明:腐蚀后涂层与基体宏观附着良好,能有效阻止腐蚀溶液的渗透和侵蚀;20CrMo钢经过喷涂聚脲处理后,腐蚀速率减小了一个数量级,耐蚀性能提高;应力腐蚀条件下,喷涂聚脲试样的应变量和最大应力值比基体分别增加了22％和2.7％,断裂时间延长约6.5 h,延长了基材的使用寿命.     

聚脲涂层体系在混凝土表面的附着性能研究

应用无溶剂环氧封闭涂料和聚脲涂料在混凝土试样表面制备聚脲涂层体系,测试了该涂层体系在混凝土表面的附着强度,利用表面形貌分析及红外光谱和电子能谱等技术手段,分析混凝土与聚脲涂层界面特性,探讨聚脲涂层在混凝土表面附着失效的机理。结果表明,聚脲涂层与混凝土的附着失效为涂层与混凝土之间的物理附着破坏;而无溶剂环氧封闭涂层+聚脲涂层体系的失效为封闭涂层与混凝土之间的物理附着破坏和封闭涂层本身的内聚破坏;封闭涂层的应用可提高混凝土表面的强度,无溶剂环氧封闭涂层和聚脲涂层之间可以形成互穿网络结构。     

低碱高强硅铝聚合材料的研究

以煅烧铝土矿选尾矿、矿渣微粉、水玻璃为主要原料,在800℃下煅烧1 h制备得到高强硅铝聚合材料。用XRD和SEM研究了反应产物的相组成和微观结构,并着重比较研究了该材料与特种水泥的抗化学侵蚀性能差异。结果表明：制备得到的胶砂试样,28d抗折、抗压强度分别达到10.2MPa,60.2MPa;试样分别经3%硫酸钠、3%硫酸镁溶液浸泡28 d后,其强度没有下降反而略有上升,在石膏掺量为7%的硫酸盐环境中,其累计膨胀率远远小于中抗硫酸盐硅酸盐水泥的;分别经5%盐酸、5%硫酸溶液浸泡28d后,其质量损失及强度损失均小于铝酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的。制备得到的硅铝聚合材料具有优异的抗硫酸盐侵蚀性能、一定的耐稀酸侵蚀性能。     

疲劳荷载作用下道路混凝土硫酸盐侵蚀及防护

目的解决疲劳荷载作用下道路工程结构混凝土硫酸盐侵蚀破坏严重的问题。方法采用自主研发的腐蚀疲劳试验装置,通过化学分析及强度测试,研究荷载类型(交变荷载和持续荷载)、硫酸盐种类(Na2SO4和Mg SO4)、硫酸盐浓度(5%和10%(均为质量分数)的Na2SO4)、应力水平(20%、40%和60%)、水灰比(0.35、0.38)对道路混凝土腐蚀龄期为180 d时的硫酸根离子分布及强度变化的影响规律;同时,采用硅烷对混凝土进行表面涂覆,对其抗疲劳腐蚀性能进行测试。结果承受腐蚀疲劳的道路混凝土表层的硫酸根离子侵入速度是承受持续荷载的试件的1.43倍。在腐蚀疲劳作用下,当硫酸盐浓度提高1倍时,混凝土表层硫酸根离子侵蚀速度提高近1倍;应力水平由0.2提高至0.6时,表层硫酸根离子质量分数由2.51%提高至4.62%;水灰比由0.38降至0.35时,表层硫酸根离子扩散速度降低17%。由于硫酸镁腐蚀生成的Mg(OH)2溶解度很低,混凝土表层硫酸镁腐蚀速度是硫酸钠的70%。此外,涂覆硅烷的混凝土抗弯拉系数较未涂覆试件提高了近40%。结论疲劳荷载加剧了混凝土中硫酸盐的侵蚀。在腐蚀疲劳环境中,可采用适当降低水灰比、硅烷涂覆表面的方法提高混凝土抗硫酸根离子侵蚀能力,延长混凝土服役周期。     

制革排污管盐结晶区混凝土硫酸盐侵蚀的研究

基于对制革工业园排污混凝土管破坏特征的现场调查和对混凝土的微观形貌及腐蚀产物的测试分析,探讨了污水对制革排污管混凝土的硫酸盐侵蚀破坏机理.结果表明,埋于地下的排污混凝土管,污水含有的硫酸盐对管内壁混凝土为半浸泡的盐侵蚀作用,内壁混凝土受化学腐蚀与物理侵蚀的双重复合作用.污水对管壁混凝土的化学腐蚀主要是低SO₄^2-浓度下的钙矾石型侵蚀 (EA),碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀 (TSA),高钙硅比C-S-H凝胶向低钙硅比C-S-H凝胶转化,钙矾石和碳硫硅钙石向石膏转化等.物理结晶侵蚀劣化则与盐的种类,环境温湿度及变动情况,混凝土的渗透性等因素相关.     

外墙涂层对混凝土耐久性的影响

目的探索外墙涂层提高混凝土耐久性的能力。方法通过室内碳化试验、氯离子侵蚀试验、盐酸侵蚀试验、吸水率试验,系统地研究混凝土表面涂刷外墙涂层对其耐久性的影响。结果碳化60 d,涂刷外墙涂层R的试件碳化深度比空白件下降了53.4%。龄期90 d时,空白件的电通量为2423 C,渗透等级为"中";而涂刷外墙涂层R的试件电通量为1599 C,渗透等级为"低"。4%(质量分数)盐酸溶液腐蚀28 d后,空白件的抗折强度仅为涂刷外墙涂层R的试件的42.7%。浸水4,8,12,24 h后,涂刷外墙涂层R的试件吸水率分别比空白件降低了67.4%,51.7%,41.7%,18.0%。结论混凝土表面涂刷外墙涂层后,抗碳化、抗氯离子和盐酸侵蚀的能力有所改善,吸水率降低,耐久性得以提高。     

大气等离子喷涂制备Ni基TiB_2复合涂层的研究

采用化学镀Ni-B合金包覆TiB2粉,Metco-7M等离子喷涂制备TiB2/Ni-5%Al金属陶瓷涂层,研究TiB2含量对涂层的微观组织、结合强度、显微硬度的影响。用X射线衍射、SEM扫描电镜分析涂层物相组成和形貌;用线扫描能谱分析涂层与基体的界面元素分布;采用对偶件拉伸法测试涂层结合强度,用显微硬度仪测试涂层硬度。结果显示,TiB2以原始颗粒形态存在于涂层中,无TiB2的氧化产物TiO2,其他氧化产物Al2O3、NiO含量较低;涂层与低碳钢基体存在微观冶金结合;结合强度高达40 MPa,随TiB2含量增加,涂层显微硬度增大,结合强度变化不大。     

脱硫系统烟气区混凝土及防护层现场腐蚀试验

选择普通玻璃鳞片涂料、耐高温玻璃钢衬里两种防腐蚀材料制作混凝土试块,同时与无保护的混凝土试块一起在脱硫系统烟气区进行现场腐蚀试验,试验周期为3个月、6个月。对试验后防腐蚀层外观、混凝土中钢筋的腐蚀形貌以及混凝土中氯元素等进行分析。结果表明,无保护混凝土试块,外界腐蚀介质已渗透到混凝土内部,导致钢筋出现非常明显的腐蚀;普...     

电弧喷涂Zn和Al涂层在含SRB海水中的腐蚀行为与机理

利用电弧喷涂技术在Q235钢基体上分别制备了Zn、Al涂层,研究涂层在含硫酸盐还原菌(SRB)海水中的腐蚀行为与机理。采用EIS、PC等电化学方法研究Zn、Al涂层在SRB一个生长周期内的腐蚀电化学行为,采用SEM和EDS对浸泡15 d后的涂层表面微观形貌和化学成分进行分析。EIS和PC结果表明,Zn、Al涂层在含SRB海水中的腐蚀速率均表现出先增大后减小的趋势,在整个实验过程中,Zn涂层的腐蚀速率一直大于Al涂层;SEM分析表明,浸泡结束后,Zn涂层表面覆盖了一层由微生物(SRB)和腐蚀产物共同组成的混合膜层,而铝涂层表面的覆盖层主要为生物膜,腐蚀产物较少。EDS结果显示,Zn涂层表面的S元素含量远高于Al涂层,说明SRB的代谢活动对Zn涂层的影响相对较大。     

纳米二氧化钛浓缩浆对硼酚醛环氧涂料性能的影响

目的提高硼酚醛环氧涂料的耐腐蚀性、表面接触角、粘结强度及耐磨性等。方法用纳米二氧化钛浓缩浆改性硼酚醛环氧涂料,制备耐温耐蚀型纳米复合涂料。通过高温高硫原油浸泡试验评价纳米复合涂层的耐腐蚀性能,通过扫描电镜观察、表面接触角测试、粘结强度测试和耐磨性测试等手段分析纳米二氧化钛浓缩浆对涂层性能的影响。结果硼酚醛环氧纳米复合涂层在100℃高硫原油腐蚀浸泡后,微观上没有出现腐蚀坑和裂纹。添加2%纳米二氧化钛浓缩浆的硼酚醛环氧纳米复合涂层与未添加纳米粒子的硼酚醛环氧涂层相比,抗渗性与耐磨性有所提高。720 h腐蚀试验后,纳米复合涂料的粘结强度由试验前的7.7 MPa降低至6.9 MPa。腐蚀过程中,其表面接触角比非纳米涂层高4°~7°。结论高温高硫原油没有破坏硼酚醛环氧纳米复合涂层的形貌结构、粘结强度和耐磨性。添加2%纳米二氧化钛提高了涂层的抗渗透性和表面接触角。     

启闭机活塞杆表面超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的性能

采用超音速火焰热喷涂技术在启闭机活塞杆材料40Cr钢表面制备WC-10Co-4Cr涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段对涂层的基本性能进行了研究并与基材的性能进行了对比分析。结果表明:涂层的显微硬度为1 330HV0.3是基体的3.9倍,摩擦因数小于基体,其耐磨性能达到基体的145倍,涂层的耐腐蚀性能较基体也有大幅提高,并且涂层致密度高孔隙率低于0.45%,与基体之间的结合强度高于70.37MPa。将涂层应用于活塞杆表面可以大幅提高其表面性能,特别是耐磨性能及耐腐蚀性能,使得活塞杆的使用寿命提高为常用电镀铬的3倍以上。     

高速电弧喷涂铝涂层在模拟深水下的腐蚀行为

目的探究高速电弧喷涂铝涂层在深水压力环境下的腐蚀行为。方法利用电化学阻抗谱、扫描电镜微观形貌观察、物相衍射和红外光谱等锈层分析手段,分析高速电弧喷涂铝涂层在不同实验条件下的腐蚀行为,并对实验结果进行了对比研究。结果 3 MPa高压浸泡72 h的铝涂层表面腐蚀产物呈现疏松粉状,并出现了腐蚀坑洞,铝涂层快速失效。常压浸泡72 h后的铝涂层表面腐蚀较轻,常压浸泡720 h后的铝涂层表面则已被腐蚀产物完全覆盖。经XRD分析,三种条件下的铝涂层腐蚀产物基本一致。进一步利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析可知,3 MPa高压条件下,压力加速了碱式氯化铝水合物Al9Cl6(OH)21·18H_2O、Al5Cl3(OH)12·4H_2O等腐蚀产物的形成。这些腐蚀产物在高压下不能有效结合,且易于流失,致使涂层耐蚀性能快速下降。结论铝涂层在高压条件下形成的腐蚀产物不能有效覆盖在涂层表面阻止腐蚀介质侵入,导致铝涂层的耐蚀性能下降。     

用Kelvin探头技术研究铝合金的大气腐蚀

选择航空工业广泛使用的铝、铝合金及其涂层的试样，利用自行研制的Kelvin探头大气腐蚀测定仪、扫描电镜等设备，研究了纯铝试样随温、湿度变化，其表面电位的变化规律，测定了铝合金及涂层试样大气曝晒试验和周浸试验前后的表面电位、形貌,对铝、铝合金以及涂层的腐蚀规律进行了初步的探讨.结果表明，纯铝试样表面无可见液膜时，腐蚀电位随相对湿度增加逐渐下降；表面有可见液膜时，随着液层蒸发逐渐减薄，电位逐渐正移.铝合金裸材在北京大气环境下电位变化较小，且各个位置的电位基本相同.带涂层的试样优先在缺陷处发生腐蚀，并不断向周围扩展，涂层的剥离面积不断增大.涂层的铝合金，划痕处在腐蚀发生的初期腐蚀电位向负方向变化很快，但是随着时间的延长，腐蚀电位变化的速率减慢，并有向正方向移动的趋势.      

Corrosion Behavior of Arc Sprayed Nickel-Base Coatings

In this study, nickel-base cored wires were prepared by using NiCr strip to wrap metal powders of nickel (Ni), chromium (Cr), molybdenum (Mo), and chromium boron (CrB). Nickel-base coatings were prepared by electric arc spraying. Microstructures of Ni-Cr-Mo and Ni-Cr-B coatings were investigated using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive analysis (EDAX), and x-ray diffraction (XRD) analysis. The coatings have a compact surface and presented a bonding strength higher than 40 MPa. Potentiodynamic polarization measurements and salt-spray test were carried out to determine the corrosion behavior of the coatings. The results showed that Ni-base coatings containing Mo (5%) or B (2-4%) had better antichlorine ion corrosion performance than that of Ni-base coatings without Mo element, and PS45 (Ni-Cr-Ti) coating. The antichlorine ion corrosion coatings could be used for resolving the corrosion protection problem of the equipment and piping contacting sour, alkali, salt liquid in petrochemical engineering applications. This article is an invited paper selected from presentations at the 2007 International Thermal Spray Conference and has been expanded from the original presentation. It is simultaneously published in Global Coating Solutions, Proceedings of the 2007 International Thermal Spray Conference, Beijing, China, May 14-16, 2007, Basil R. Marple, Margaret M. Hyland, Yuk-Chiu Lau, Chang-Jiu Li, Rogerio S. Lima, and Ghislain Montavon, Ed., ASM International, Materials Park, OH, 2007.     

300M钢表面冷喷涂锌镍复合涂层性能研究

目的 研究300M高强钢表面的冷喷涂锌镍复合涂层的涂层性能.方法 采用机械混合的方式将锌粉和镍粉进行混合,利用低温气动喷涂技术在300M高强钢表面制备锌镍复合涂层,采用扫描电子显微镜、能量色散谱和显微硬度测试仪研究涂层的微观组织结构.采用普通中性盐雾加速实验、涂层破损盐雾加速试验及户外暴晒试验,对冷喷涂锌镍涂层的抗腐蚀性能进行综合评价.考核冷喷涂对300M钢基材疲劳性能的影响.结果 根据SEM的表面及截面图片分析,冷啧涂锌镍复合涂层十分致密,且无孔隙及裂纹,涂层的孔隙率平均为0.4％,结合强度40 MPa左右.根据EDS结果分析,锌镍复合涂层中锌的质量分数为85％左右,镍的质量分数为15％左右.锌镍复合涂层的显微硬度为70.8HV0.49.锌镍复合涂层中镍粒子的强化作用,提高了涂层的硬度.冷喷涂锌镍复合涂层具有非常好的抗腐蚀性能,盐雾实验超过770h,即使涂层破损也可以达到600h.户外暴晒实验12个月表面无明显腐蚀,并且冷喷涂对300M钢基材的疲劳性能没有影响.结论 冷喷涂锌镍复合涂层作为抗腐蚀涂层,可以对300M高强钢提供保护.     

含锑低合金马氏体钢的耐磨蚀性能

利用OM和SEM对0％Sb和0.2％Sb的两种马氏体钢的微观组织与腐蚀产物进行表征,测量其硬度和力学性能,并进行腐蚀磨损试验,研究了Sb元素的加入对试验钢耐磨蚀性能的影响。结果表明:试验钢具有高抗拉强度、高硬度及良好的低温(-20 ℃)冲击性能,分别能够达到1400 MPa、40 HRC以及45 J以上,0.2％Sb钢的耐磨蚀性更好。Sb元素的加入提高了钢在酸性高氯离子及高硫酸根离子环境中的耐蚀性,保证力学性能与硬度的同时提高了耐磨蚀性能。     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6 MPa, Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2 MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

超音速电弧喷涂铝涂层的耐蚀特性

采用光学显微镜、电子扫描显微镜研究了超音速电弧喷涂铝涂层的显微组织结构的及喷涂粒了状态;采用拉伸试验和硬度计测试了涂层结合强度、三度,采用中性盐雾试验对铝涂 耐腐蚀性进行实验,结果表明超音束电弧喷涂铝涂层孔隙率低、组织致密,结合强度和硬芳较高、耐腐蚀性能优越,铝、Ａｃ铝俣金涂层的耐腐蚀性能几乎相同。