耐磨润滑协同作用改性环氧树脂涂层的制备与研究

利用小颗粒填料对环氧树脂进行改性,得到耐高温耐磨的改性环氧树脂涂层。利用TGA、SEM、MRH-3G摩擦磨损机对涂层环境分解温度、微观形貌、摩擦系数、耐磨寿命进行分析评价。结果表明,环氧树脂本身的孔隙被改性剂填充,在涂层表面形成了优异的摩擦膜及润滑膜,且改性基团接枝到环氧树脂上还可以提高涂层耐热性能,最优条件为,改性填料氧化铝、二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨粉的质量比为4∶3∶4∶1,且总质量为环氧树脂6%,所得产物可耐300℃高温,摩擦系数为0.119。     

无溶剂耐温耐磨环氧涂料的研制及性能研究

针对150℃高温条件下活塞对磨造成的蒸汽管道内壁腐蚀磨损问题,以无溶剂环氧树脂体系为基础,通过填料、助剂筛选和配方设计,研制出了适用于蒸汽管道内壁、综合性能良好的耐温耐磨环氧涂料。涂层采用E-031脂环族环氧树脂和J-129酚醛环氧树脂共混改性树脂体系,选择聚四氟乙烯作为润滑填料,研究了其不同粒径及用量对涂层耐磨性能的影响,发现粒径为2μm的聚四氟乙烯粉末用量为7%(质量分数,下同)时,涂层的耐磨性更好。同时通过筛选硅烷偶联剂并进行性能研究,确定了KH-560的最佳用量为1.5%,最终制备出满足使用要求且综合性能良好的无溶剂耐温耐磨环氧涂料。     

L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层的制备及性能

采用L-色氨酸(L-Trp)为改性剂,对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,随后将改性的氧化石墨烯分散于水性环氧树脂中,再经聚酰胺固化剂固化,制得L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等测试手段分别对水性环氧树脂涂层、氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层以及L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层(L-Trp/GO/epoxy)的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,L-Trp/GO/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.16×10~7Ω·cm~2,比环氧树脂涂层提高了近103倍,耐腐蚀性能最强。另外,从L-色氨酸改性氧化石墨烯的透射电镜照片发现,经L-Trp改性的GO从多层被剥离为更薄的片材,并均匀分散于水溶液中。L-Trp/GO/epoxy涂层的扫描电镜照片显示,涂层表面平整光滑致密,GO片材与基体树脂粘连紧密,无明显团聚现象。     

环氧树脂/改性氧化石墨复合材料的制备及性能研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨,用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,并制备了环氧树脂/氧化石墨复合材料。通过导热系数测定、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行分析和表征。结果表明:加入改性后的氧化石墨可以有效提高复合材料的导热系数,含2.0wt%改性氧化石墨的复合材料导热系数为0.36 W/m·K,比纯树脂材料的导热系数提高16.1%;复合材料热分解温度比纯环氧树脂提高了49℃;改性氧化石墨的加入能够提高复合材料的断裂韧性。     

钛合金微弧氧化一步制备含石墨的减摩涂层

为了进一步提高钛合金表面微弧氧化陶瓷涂层的摩擦磨损性能,在石墨分散的Na2CO3-Na2SiO3-KOH电解液溶液中一步制备了含自润滑微粒的微弧氧化复合涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了未添加和添加石墨微弧氧化涂层的相组成和微结构,采用往复式球-盘试验机评价了两种涂层的摩擦学性能.结果表明:加入到电解液中的石墨在微弧氧化过程中进入到涂层中,从而得到含有固体润滑微粒的复合涂层;在干摩擦条件下,含石墨的微弧氧化涂层相比于不含石墨的涂层具有更小的摩擦系数.     

氧化石墨烯/环氧树脂复合防腐涂层的制备及电化学性能研究

采用四氢呋喃(THF)作为分散剂,2-甲基咪唑作为催化型固化剂,共混成氧化石墨烯(GO)分散体系。将其混入有机硅改性环氧树脂,得到新型防腐涂料。通过测试开路电位(OCP)和塔菲尔曲线(Tafel)来分析涂层的防腐蚀性能。结果显示,复合涂料与单一的环氧树脂涂料相比,表现出了较好的防腐蚀性能,且加入氧化石墨烯并不只增加了涂料的物理阻隔性,还使腐蚀环境发生了变化。在几种环氧树脂涂层中,综合来看,加入氧化石墨烯质量分数为5%的环氧树脂涂层,腐蚀电流较小,腐蚀电位最高,防腐性能最好。     

石墨对TA7钛合金微弧氧化涂层组织结构及摩擦磨损行为的影响

为提高TA7钛合金耐磨损关键服役性能,在钛合金表面制备微弧氧化陶瓷涂层。通过厚度、粗糙度、显微硬度测量、X射线衍射、场发射扫描电镜观察、能谱分析、摩擦学性能检测等手段研究了石墨对微弧氧化涂层组织结构及摩擦学行为的影响机制。结果表明:基础电解液中加入石墨颗粒能够显著提高TA7钛合金微弧氧化涂层的厚度,降低微弧氧化涂层的表面粗糙度和显微硬度,且随着石墨浓度的升高,微弧氧化涂层的厚度增大,表面粗糙度和显微硬度减小;微弧氧化涂层降低了TA7钛合金的摩擦系数,显著改善了合金的耐磨性能;石墨颗粒的加入进一步降低了微弧氧化涂层的摩擦系数,当石墨浓度为3 g/L时,涂层摩擦系数保持在0.15以下,表现出良好的减摩特性。     

PAN基石墨纤维在HNO3中阳极氧化插层后电阻的变化

本文通过阳极氧化法将ＮＯ３＾－插入石墨纤维中，研究了插层前后石墨纤维电阻的变化及其稳定性。结果表明：热处理温度为３０００℃的石墨纤维在６５％的ＨＮＯ３中阳极氧化插层后，在溶液中的电阻只有原来的１／１２，在空气中放置３８天后，电阻仍只有原来的１／３，表面涂覆环氧树脂可提高其电阻的稳定性。     

氧化石墨烯改性环氧树脂的制备及性能研究

以环氧树脂、二乙醇胺为原料制备阳离子型环氧乳液,然后与氧化石墨烯充分混合形成共混分散液,加热固化得氧化石墨烯改性环氧树脂(GO/EP)涂层。其表面官能团结构、表面形貌分别通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描显微镜(SEM)进行表征,湿润性、热稳定性、力学性能分别通过接触角测试仪、热失重仪(TGA)和微机电子万能试验机进行测试。结果表明,氧化石墨烯加入环氧树脂基体中后涂层材料的力学性能较纯环氧树脂明显提高,其拉伸强度、断裂伸长率以及弹性模量最大提高率分别为69.2%,62.8%和22.8%。     

聚酰亚胺/石墨改性聚四氟乙烯的摩擦学性能EI北大核心CSCD

利用MMU-10G端面高温摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺(PI)和石墨共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用扫描电镜观察摩擦副表面的磨痕和复合材料的转移情况。同时研究最佳配比PTFE基复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能,并测量了摩擦副表面的瞬时温度。结果表明,PI可以大幅度提高填充PTFE的耐磨性能,但PI含量增加不利于非金属转移膜的形成;当PI含量约为25%时,和石墨一起填充PTFE,复合材料的摩擦学性能最佳;当载荷大于300N和线速度大于4m/s时,摩擦表温度均高于125℃,复合材料进入高温摩擦阶段,摩擦表面发生蠕变,转移膜出现不同程度的破坏;PI填充PTFE复合材料摩擦性能在温度低于75℃时变化不明显。     

TiO2-MWCNTs的制备及TiO2-MWCNTs/epoxy复合涂层性能

用混酸对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了酸化处理,然后通过溶胶-凝胶法制备了TiO₂包覆MWCNTs（TiO₂-MWCNTs）核壳材料,并通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等手段对其包覆结果进行了验证。用硅烷偶联剂KH560对TiO₂-MWCNTs及MWCNTs进行了改性,分别制备了TiO₂-MWCNTs/epoxy、MWCNTs/epoxy复合环氧涂层以及纯环氧涂层,利用EIS测试了涂层的电学性能,通过材料试验机（MTS）测定了涂层的柔韧性,用扫描电镜（SEM）观察了涂层表面形貌。结果表明：TiO₂-MWCNTs在环氧树脂中具有良好的分散性,TiO₂-MWCNTs/epoxy复合涂层对腐蚀介质具有较好的抗渗透性能;TiO₂包覆后大大增加了涂层的柔韧性。     

煤制油碱性水储罐内表面无溶剂改性环氧防腐蚀涂料涂层的制备及其性能

煤直接液化制油工艺碱性含硫污水储罐内壁的腐蚀特征复杂,内防腐蚀涂层脱落问题是储罐设备安全的隐患,同时也是制约装置长周期运行的瓶颈。以纳米二氧化硅改性环氧树脂、有机硅环氧杂化树脂与双酚A环氧树脂复配,制备无溶剂改性环氧涂料,用于直接液化制油工艺碱性含硫污水储罐内壁的防腐蚀,并在A3钢表面制备无溶剂改性环氧防腐蚀涂层,采用相关标准测试其性能。结果表明:采用纳米二氧化硅改性环氧树脂可以明显改善无溶剂防腐蚀涂料涂层的耐冲击强度、柔韧性以及交联度;硅烷偶联剂与二氧化硅改性环氧涂料使涂层附着力保持时间明显延长;有机硅环氧杂化树脂可以有效改善涂层抗腐蚀介质渗透能力,有机硅环氧杂化树脂与纳米二氧化硅改性环氧树脂则可以极大地减轻涂层表面和涂层本体在腐蚀性介质中的破坏程度,延长防腐蚀涂层使用寿命,满足煤制油工艺中碱性水储罐的防腐蚀要求。     

纳米SiO2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性的纳米SiO₂进行复合,制备出纳米SiO₂-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO₂-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO₂-GO添加到环氧树脂（EP）中。对添加不同质量分数纳米SiO₂、GO和纳米SiO₂-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO₂/EP、GO/EP和纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24 h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5 H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。     

可UV固化的辣椒碱型杂萘联苯环氧丙烯酸酯防污涂料

合成含杂萘联苯结构的环氧甲基丙烯酸酯(EMA),并以其作为基体树脂,配制UV固化涂料,确定较优的配方.选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为稀释剂,引发剂1173的含量为3%,得到的紫外光(UV)固化涂层光泽度高,铅笔硬度为6H;附着力为1级.在此配方下加入合成辣椒碱作为防污涂料的防污剂,制备环境友好型防污涂料,并对涂膜性能及防污性能进行考察研究.添加10%辣椒碱防污剂时涂膜具有高的凝胶含量,优良耐化学性能和防污性能.     

MoS2与石墨对聚四氟蜡粘接涂层摩擦学性能的影响

利用MHK-500型环块摩擦磨损试验机分别考察了M oS2与石墨对聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜和光学显微镜观察分析了涂层磨损表面和偶件上转移膜的分布情况。研究表明,M oS2与石墨的加入使聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的耐磨性提高,但对摩擦系数影响较小,并且添加M oS2的聚四氟蜡粘接涂层的耐磨性要优于添加石墨的聚四氟蜡粘接涂层。同时,负荷和速度对添加M oS2与石墨的聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的摩擦磨损性能有很大影响。在高负荷中速条件下复合涂层具有较好的耐磨性能。     

Improved Langmuir probe surface coatings for the Cassini satellite

A Langmuir probe will be used on the space research satellite Cassini in order to monitor electron density fluctuations in space plasmas surrounding Saturn. In order to obtain well-defined Langmuir probe characteristics a surface with uniform work function Φ must be used. A graphite coating has been used on earlier earth-bound satellite probes, but for the Cassini satellite to Saturn a hard, wear-resistant coating must be used. In this contribution we report on investigations of titanium nitride (TiN) coatings for this purpose. TiN coatings have been prepared by high temperature nitriding in pure nitrogen gas and by reactive magnetron sputtering on plane titanium and titanium alloy substrates. The resulting coatings have been analysed with laterally resolved, relative Φ measurements, and the tribological properties of the coatings have been investigated by solid particle erosion and scratch testing. In the tests, the graphite coating DAG 213 used on earlier satellite probes was used as a reference material. The results show that the TiN coatings are superior to the graphite coating with regard to both photoelectric properties and solid particle impact resistance. The sputtered coatings exhibit the lowest lateral work function variation, but the nitrided coatings have superior erosion resistance. The results demonstrate that TiN coatings are suitable for space plasma probes.     

Influence of lubricant filling on the dry sliding wear behaviors of hybrid PTFE/Nomex fabric composite

To improve the antiwear property and load carrying capacity of hybrid PTFE/Nomex fabric/phenolic composites, graphene and graphene oxide (GO) had been synthesized and were employed as fillers, together with graphite. Sliding wear tests show that the wear rates of filler-reinforced PTFE/Nomex fabric composites were reduced greatly when compared to unfilled fabric composite. Besides, it was found that the 2 wt% GO filled PTFE/Nomex fabric composites exhibited the optimal tribological properties. It was proposed that the self-lubrication of GO, the favorable interface stability of the composite, and the uniform transfer film on the counterpart pin contributed together to the reinforced tribological property of GO filled PTFE/Nomex fabric composite. We also investigated the influence of filler content, applied load, sliding speed, and tensile and bonding strength on the tribological properties of PTFE/Nomex fabric composites.     

拟薄水铝石包覆氧化石墨烯改性环氧树脂-氰酸酯复合材料的微观表征及力学性能

以物理法石墨烯为原料,采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),通过溶胶-凝胶法在氧化石墨烯表面生长拟薄水铝石(AlOOH)纳米颗粒,得到拟薄水铝石包覆氧化石墨烯(GO@AlOOH),以环氧树脂(E51)和双酚A型氰酸酯(BCE)为原料,GO@AlOOH作为增强体,制备GO@AlOOH/E51-BCE复合材料。采用红外光谱和X射线表征GO@AlOOH,结果表明:AlOOH和GO存在着相互作用,且其表面含有羟基活性基团。复合材料的SEM结果显示:GO@AlOOH的加入使得树脂断裂面明显改变,性能得到提升。当掺杂量为0.6wt%时,复合材料的弯曲强度、弯曲模量以及冲击强度达到最大,分别为158.23 MPa、2.37 GPa和46.96 kJ/m2。该复合材料具有优异的力学性能,具有一定的发展潜力。      

石墨/碳化硅/铁氧体涂层复合材料性能研究

为了开发具备良好介电性能和力学性能的多功能吸波复合材料,以涤纶针织物为基布,以环氧树脂为基体,在基布上进行石墨/碳化硅/铁氧体三层复合涂层整理,制备1.5 mm涂层厚度的柔性纺织涂层复合材料.采用介电谱仪研究了吸波剂的含量对吸波涂层材料介电常数和损耗角正切的影响.鉴于该材料多用于工程领域,采用万能材料实验机测试了该复合材料的拉伸、弯曲、剪切等力学性能.结果表明,该复合材料在低频段具备良好的介电性能,且具备一定的力学性能.     

氧化石墨烯改性环氧隔热涂层的耐蚀和隔热性能研究

用氧化石墨烯(GO)浓缩浆分散法制备GO改性环氧隔热涂层，在浓度(质量分数)为3.5% 的NaCl溶液(50℃)中进行腐蚀实验并测试其腐蚀前后的隔热性能。432 h的腐蚀电化学测试结果表明，用0.5%(质量分数) 的GO改性显著提高了涂层低频阻抗，涂层的耐蚀性优于无GO改性和1.0% GO改性的涂层；SEM分析结果表明，用0.5%和1.0% GO改性的隔热涂层腐蚀432 h后表面形貌完好，涂层/基体界面处没有出现裂纹和腐蚀产物，而未经GO改性的涂层出现了明显腐蚀破坏。腐蚀试验前，0.5%、1.0% GO改性的涂层与没有改性的涂层的隔热性能没有明显的区别；腐蚀432 h后涂层对250℃热源分别降温98℃、123℃、115℃，粘结强度分别降低了3.9、1.0、2.3 MPa。实验结果表明，用0.5% GO改性的涂层耐蚀和隔热性能最好。