水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯复合防腐涂层的制备及性能

为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响,首先,以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液,并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面,制备了PANI/VFAc复合涂层;然后,采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征,采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能,采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°,湿附着力等级为0,涂层表现出较好的疏水性;其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2,电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。      

透明超疏水疏油涂层的制备及性能

以纳米SiO2和聚合物为原料,采用喷涂的方法,在不同基材的复杂工件表面形成均一涂层,并研究了SiO2含量对涂层性能的影响。结果表明,所得涂层与水接触角>150°,与油的接触角超过90°,具有超疏水性和疏油性。此外,涂层具有很好的透明性,涂层硬度高达6H,附着力达到5B。适当添加纳米SiO2,涂层的疏水性、疏油性以及透过率均得到增强。     

3种低表面能减阻涂层的性能分析

为了得到船舶或水下航行器外层涂覆低表面能减阻涂层,分别在马口铁和碳钢基材上制备了氟硅涂层、聚氨酯弹性涂层、纳米涂层。依据相关标准测试了3种涂层的干燥时间、厚度、冲击强度、附着力以及打磨前后水接触角,并通过外观、光泽度、接触角等方式来分析和评价涂层的耐人工海水浸泡、耐湿热交变性能。最后,在回转体模型上,通过高速水洞试验测试了3种低表面能涂层的减阻性能。结果表明:在水流速度为2.0~10.0 m/s时,3种低表面能涂层皆具备良好的减阻效果,其中以聚氨酯弹性涂层的减阻效果为最佳,平均减阻率为-4.24%。     

微波等离子体刻蚀处理对金刚石薄膜涂层刀具附着力和切削性能的影响

用HFCVD法在硬质合金（YG6）刀具衬底上沉积金刚石薄膜,用氢微波等离子体刻蚀的方法对衬底进行表面预处理,研究了该预处理技术对WC硬质合金衬底表面成分的影响,进一步探讨了所沉积金刚石薄膜的表面形貌和附着力,并通过难加工材料实际切削试验。研究了所制备的金刚石薄膜涂层刀具的切削性能。试验结果表明,Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳处理是提高金刚石薄膜附着力和改善涂层刀具切削性能的有效预处理方法。     

具有自分层效应的环保型含氟环氧自分层涂层的制备与性能

采用具有优异拒水拒油表面性能的环保型“伞形”结构短氟碳链含氟聚合物与在极性基材上附着力强的环氧树脂共混,通过自分层技术,获得能一次涂装成型的梯度含氟涂层。采用接触角测试、X射线光电子能谱和能谱详细研究了自分层形成的梯度结构及分层机理;考察了溶剂选择、基材、树脂配比、分层时间和固化温度等因素对涂膜分层和涂膜性能的影响。研究表明,当静置分层时间为3h,固化温度为80℃,基材为极性基材(马口铁和玻璃板)时,该环保型自分层涂层既具有含氟聚合物的优良表面性能,又兼具环氧树脂的优异附着力。此方法为涂层材料既保持强附着力又实现表面优异的拒水拒油功能,提供了一条新的思路和途径。     

316L不锈钢支架表面EVAL涂层的制备及性能研究

采用超声-喷涂沉积的方法,在316L不锈钢表面制得聚乙烯-乙烯醇涂层。利用原子力显微镜、接触角测量仪及扫描电镜对涂层表面形貌及性能进行研究。结果表明,316L不锈钢基体、S-EVAL涂层和USEVAL涂层的表面粗糙度Ra分别为123.677,14.994和2.830 nm。S-EVAL涂层和US-EVAL涂层表面接触角分别为75.6和74.3°,均小于316L不锈钢基体接触角。超声-喷涂沉积US-EVAL涂层血小板粘附量最少。     

空调换热器用铜表面亲水涂层的制备及性能

在空调换热器铜表面涂覆亲水层可以提高换热器的换热效率。选用丙烯酸乳液作为底层防腐蚀成膜物,硅溶胶、聚丙烯酰胺作为亲水层成膜物,采用两步法在铜管表面形成耐腐蚀亲水涂层,通过单因素试验筛选出最佳制备工艺条件,并对涂层耐蚀、亲水、耐热等性能及形貌进行测试。结果表明:最佳工艺为丙烯酸乳液含量为20%,硅溶胶含量为15%,聚丙烯酰胺含量为0.30%;亲水涂层的初期水接触角为4.72°,空调用冷却液中浸泡72h后失重率为0.056 57%,水接触角变为15.82°,150℃烘烤10 h后水接触角为9.01°,亲水涂层表面干燥后有细小的裂纹,但整体上仍具有良好的亲水性、耐蚀性、耐热性及附着力。     

轮胎模具DLC涂层的制备及性能

为探究高性能轮胎模具类金刚石(DLC)涂层的应用前景,提高模具花纹块内表面的疏水性及耐磨减摩性,采用等离子体增强化学气相沉积法在35钢基体上制备DLC涂层,并对所制备的DLC涂层的表面形貌、粗糙度、疏水性、表面元素组成、纳米硬度、摩擦系数等关键指标进行了测定.结果表明:DLC涂层具有优良的表面完整性,水接触角可达19.62°,乙醇接触角达20.37°,纳米硬度可达19.62 GPa,摩擦系数低至0.405 8,DLC涂层有望替代Teflon涂层,用于高性能轮胎模具.     

超疏水硅橡胶涂层的制备

采用相分离的方法制备了超疏水硅橡胶涂层,并研究了配比、温度、时间和溶剂对涂层疏水性能的影响。采用接触角测试仪对涂层和粉末的疏水性进行了测试,用扫描电镜(SEM)进行了形貌表征。结果表明:在一定的条件下,接触角最高可达155.14°;即使涂层变成粉末,仍然具有非常好的疏水性;SEM测试表明材料是多孔的,并且表面有大量的微纳突起结构。     

PVDF/FEP/ZnO复合涂层的制备及防垢性能研究

为了解决金属表面的结垢问题,以聚偏氟乙烯（PVDF）和聚全氟乙丙烯（FEP）为原料,通过添加不同含量的纳米ZnO制备了PVDF/FEP/ZnO复合涂层,研究了纳米ZnO添加量对复合涂层疏水性能和防垢性能的影响。通过接触角测量仪、扫描电子显微镜（SEM）和X射线粉末衍射仪（XRD）对涂层进行了表征。结果表明：纳米ZnO的添加量为5.0%（质量分数）时,PVDF/FEP/ZnO复合涂层的表面自由能为8.6 mJ/m²,水接触角为114.8°;PVDF/FEP/ZnO复合涂层在过饱和碳酸钙溶液中结垢336 h后,其表面的碳酸钙结垢量仅为环氧涂层的72%,且文石和球霰石的摩尔分数之和达到了91.4%,表明复合涂层具有优良的防垢性能,在防垢领域具有较好的应用前景。     

氟/硅丙烯酸树脂防污涂层的制备及性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯为功能单体,采用自由基聚合法制备了具有防污性能的低表面能氟/硅丙烯酸树脂涂层,重点探讨了有机氟含量对树脂涂层的接触角、玻璃化转变温度、附着力、硬度等性能及单体转化率的影响,确定了氟/硅丙烯酸涂层的最佳制备条件。结果表明,氟/硅单体成功与丙烯酸单体发生共聚,当氟/硅丙烯酸涂层中的氟质量分数为14.60%时,树脂涂膜的接触角为103.7°,与基体结合力优异,同时具有良好的防腐性能。     

C/C复合材料表面水热电泳沉积SiCn/SiC复合抗氧化涂层研究

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备纳米碳化硅（SiC_n）涂层. 采用XRD和SEM对涂层的晶相组成、表面和断面的微观结构进行了表征. 主要研究了水热沉积温度对涂层的结构及高温抗氧化性能的影响, 并分析了涂层试样在1600℃的高温氧化气氛下失效行为. 结果表明：纳米碳化硅涂层主要由β-SiC组成. 涂层的致密程度和厚度随着水热沉积温度的升高而提高. 随着水热温度的提高, 涂层试样的抗氧化性能也有明显的提高. 在120℃水热沉积温度下制备的涂层试样可在空气气氛1500℃下有效保护C/C复合材料202h,而氧化失重仅为2.16×10^-3g/cm². 在1600℃下氧化64h后失重为3.7×10^-3g/cm². 其高温失效是由于长时间的氧化挥发后表面SiO2膜不能完全封填表面缺陷, 内涂层中产生了贯穿性的孔隙所致.     

镁合金表面硅烷化预处理对水性聚氨酯涂层附着力和早期防护性能的影响

为了揭示在镁合金表面涂装水性聚氨酯清漆之前进行硅烷化预处理对整个涂层体系附着力和早期防护性能的影响,在AZ91D镁合金表面首先制备硅烷转化膜进行硅烷化预处理,然后在未经硅烷化预处理和经过硅烷化预处理的镁合金表面涂装水性聚氨酯清漆,待清漆完全固化成涂层后,对“聚氨酯/镁合金（PU/MA）”体系（未经硅烷化预处理）和“聚氨酯/硅烷膜/镁合金（PU/SC/MA）”体系（经过硅烷化预处理）进行拉开法附着力测试和电化学阻抗谱测试,评价硅烷化预处理对水性聚氨酯涂层附着力和早期防护性能的影响,并对相关机制进行了分析和探讨。结果表明：硅烷化预处理使水性聚氨酯涂层在镁合金表面的平均附着力由12.74 MPa提高到18.52 MPa;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,虽然PU/MA体系和PU/SC/MA体系的涂层电阻（R_c）和低频阻抗值(|Z|_0.01)均随着浸泡时间的延长而逐渐减小,但是PU/SC/MA体系的R_c和|Z|_0.01始终大于PU/MA体系的R_c和|Z|_0.01     

弹性加成型硅胶涂层的制备及防冻粘性能研究

通过对4种涂层进行切向结冰循环剥离测试发现,样件A涂层虽然具有高的接触角,但是随着切向结冰剥离次数的增加,涂层的接触角逐渐降低,切向冻粘强度逐渐增大;而样件B、C、D涂层表面的接触角及切向冻粘强度变化不大,但样件B涂层的切向冻粘强度较低,通过向样件B涂层的配方中添加不同含量的端乙烯基三氟丙基聚硅氧烷后,发现当其质量分数为20%时,涂层具有较高的接触角及较低的切向冻粘强度,最后通过对端乙烯基三氟丙基聚硅氧烷质量分数为20%时涂层进行不同结冰温度、不同结冰时间的切向冻粘强度的测试发现,随着冻粘时间的延长及冻粘温度的降低,冰与涂层表面的切向冻粘强度呈逐渐增大的趋势,最后给出了较佳的除冰时间及温度。     

超疏水性透明涂层的研究进展

超疏水性固体表面是指表面对水的接触角在150°以上,前进接触角和后退接触角的差＜10°的固体表面.超疏水性透明涂层具有自清洁的表面性能,在许多领域具有潜在的应用价值.本文就超疏水性透明涂层研究的理论发展和该领域近年来取得的一些重要研究成果进行评述,并扼要分析了该领域今后的发展方向.     

硅丙烯酸树脂/CeO2涂层的一步电合成制备及其防护性能研究

为提高低碳钢的防护性能，采用一步电合成法在低碳钢上制备了硅丙烯酸树脂/CeO₂涂层。采用塔菲尔极化曲线、电化学阻抗谱、接触角测量仪、SEM及EDS研究了主要电合成工艺参数(沉积电压、沉积温度、沉积时间等)及不同硅单体(乙烯基三甲氧基硅烷(A171)和乙烯基二甲基乙氧基硅烷(C₆H₁₄OSi))对涂层组成、结构以及性能(疏水性、耐蚀性等)的影响。结果表明，涂层最佳制备电压为-20 V,温度为50℃,时间为3 h,该条件下制得的涂层表面均匀平整，含有少量凹陷，疏水性最强，接触角达到110.5°;与基体相比腐蚀电流密度降低两个数量级，达到2.052×10^-7 A/cm²。选用A171作为硅单体制备的涂层具有更优异的防污耐蚀性能，其接触角比使用C₆H₁₄OSi作为硅单体所制备的涂层大30.3°,腐蚀电流密度也降低了约两个数量级。     

AZ31和Ti6Al4V表面Nb2O5涂层的微观结构与性能研究

采用射频溅射技术在AZ31镁合金和Ti6Al4V钛合金表面分别沉积Nb2O5陶瓷涂层,对比研究其微观结构、残余应力、附着力和耐腐蚀性能。研究结果表明：两种涂层试样表面组织致密,颗粒大小均匀,无明显的裂纹和孔洞等缺陷。当Nb2O5涂层的厚度为1.98 μm时,Ti6Al4V涂层试样的残余应力（27.1 MPa）比AZ31涂层试样的小65.1%,附着力（9.24 N）比AZ31涂层试样的大13.2倍。Nb2O5陶瓷涂层能明显提高Ti6Al4V和AZ31的耐腐蚀性能,但在腐蚀电流密度的降低幅度、极化电阻的增大程度和保护效率方面,镁合金涂层试样优于钛合金涂层试样。     

溅射方式对氧化铌涂层微观结构与性能的影响

分别采用射频溅射和射频反应溅射方式在AZ31镁合金表面制备了氧化铌涂层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、多功能材料表面性能试验仪和电化学工作站对比研究了两种涂层的微观形貌、物相组成、附着力和耐腐蚀性能。研究结果表明,两种涂层都呈非晶柱状结构,铌的价态为Nb⁵⁺,对AZ31镁合金的腐蚀保护率达93%以上;与射频溅射沉积的氧化铌涂层相比,射频反应溅射沉积的氧化铌涂层的表面致密性和耐蚀性能更强,附着力提高约7.4倍。     

烧结NdFeB永磁体表面TiO2/聚氨酯基复合涂层的制备及耐蚀性研究

采用阴极电泳沉积在烧结NdFeB永磁体表面制备了TiO_2纳米颗粒增强的聚氨酯涂层,研究了电泳沉积过程中电流密度的变化趋势和电泳液中二氧化钛颗粒浓度对复合涂层的表面形貌、粗糙度、接触角、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,电泳沉积过程中电流密度随着时间的延长而降低,大致可分为3个阶段;二氧化钛颗粒可均匀弥散地分布在聚氨酯基体中,随着电泳液中二氧化钛浓度的增加,复合涂层中镶嵌的颗粒越多,导致表面粗糙度和硬度增大,而接触角降低;复合涂层可大幅度降低NdFeB试样在H_2SO_4溶液中浸泡的质量损失,且二氧化钛浓度越大,质量损失越小,即纳米二氧化钛颗粒的掺入进一步提高了NdFeB永磁体的耐蚀性。     

碳化硅涂层的离子注入沉积改性

采用全方位离子注入和沉积（Plasma Immersion Ion Implamation and Deposition，PⅢ＆D），在SiC涂层表面形成注入沉积改性层（改性元素A1和Si），观察了离子注入和沉积对涂层表面裂纹的封填情况，分析了离子注入和沉积后涂层表面的相组成，考核了离子注入和沉积对SiC-C／SiC材料抗氧化性能的影响。实验结果表明：注入AI再注入沉积Si改性后显著降低复合材料在1300℃空气中的氧化质量损失，提高了复合材料的抗氧化能力，边注入边沉积Al和同时全方位沉积AI和Si改性对复合材料抗氧化性能改善作用较小，边注入边沉积Si改性改善复合材料抗氧化性能的作用最小。