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     

Ti／ZrN／瓷界面微观结构和力学性能

通过磁控溅射法在纯钛表面溅射了一层ZrN涂层,研究了Ti/ZrN/瓷界面组织和力学性能.结果表明,Ti/瓷界面由富含Ti,Si,O元素的反应层和钛表面氧化层组成.钛表面溅射ZrN涂层后,Ti/瓷界面的连接转变为Ti/ZrN/瓷界面的连接,ZrN涂层能有效地防止钛表面生成过厚的氧化层.Ti/ZrN/瓷结合强度为29.2MPa,与Ti/瓷结合强度23.5MPa相比,提高了24.3%.     

大跨径钢箱梁桥面锌系防腐蚀涂层研究

钢桥面防腐蚀涂层介于钢箱梁桥面板与桥面沥青铺装层2种完全不同的材料之间,既是钢桥面的防腐蚀涂层、防水涂层,又是二者的连接层.因此,对该防腐蚀涂层的腐蚀失效问题及其对钢桥面沥青混凝土铺装层弱化的影响规律进行研究具有实际意义.通过电化学腐蚀试验、涂层结合力试验、XRD分析等方法,研究了在环氧沥青和改性沥青混凝土2种钢桥面铺装层下的无机富锌、环氧富锌和电弧喷锌涂层的腐蚀性能以及涂层与钢桥面板间结合性能,考察了涂层腐蚀对桥面铺装层抗剪切性能的影响.结果表明:喷锌防腐蚀涂层与桥面板之间的结合力受制于钢板除锈预处理方式,喷砂处理的涂层结合力优于抛丸处理;铺装层的抗剪切能力受防腐蚀涂层腐蚀产物影响,锌系涂层的可溶性腐蚀产物破坏了钢桥面铺装体系界面的连续性,锌系涂层腐蚀使铺装层抗剪切强度下降1倍左右,喷锌涂层腐蚀对铺装层结合性能的影响大于富锌涂料涂层.     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的微观结构与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺,以FeAlNi混合粉体为过渡层材料在钢基体表面制备了Fe/Al2O3梯度涂层,并对其微观结构与性能进行分析.结果表明:当烧结温度为1220℃时,梯度涂层与钢基体的界面结合强度达到25.3MPa,涂层主要由α-Al2O3,AlFeO3和NiFe2O4等物相组成.Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的结合主要通过吸附与扩散化合两种方式共同起作用.涂层中没有明显的孔洞和平整的界面,且有树枝状组织生成,涂层与钢基体实现良好的结合,这表明涂层成分的梯度化设计能够有效地缓和界面处的应力集中,改善涂层与钢基体的界面结合状态,提高涂层材料的使用性能.     

热镀锌钢表面硅烷膜的制备、表征及成膜机理

硅烷合成简单,性能结构独特,硅醇与锌表面结合及自身交联可在锌层表面形成一层致密的保护膜,从而大幅度提高镀锌材料的耐蚀性.当前,对硅烷在热镀锌钢表面的成膜机理尚无定论,采用反射吸收红外光谱(RA-IR)和X射线光电子能谱(XPS)研究了硅烷膜的成分、结构及膜层与镀锌层之间结合状态.结果表明,硅烷膜主要由C,O,Si等元素组成,硅烷分子并非简单地以物理吸附的方式与热镀锌层结合在一起,而是与其表面的Zn-OH发生了化学作用,形成了Si-O-Zn键,使得硅烷界面层与热镀锌层紧密结合在一起,在热镀锌层上干燥固化后形成了致密的三维网络结构.     

硅烷偶联剂在金属表面预处理中的应用研究进展

近年来发展的硅烷偶联化预处理技术因其对环境友好、可操作性强,有望成为金属表面铬钝化处理的替代工艺。硅烷膜作为金属表面预处理层,不但改善了基材表面的状态,增强了涂料与基材间的黏附性能,也可作为单独的防护涂层,对腐蚀介质的渗透起着物理屏障作用。主要从3个方面介绍了硅烷偶联剂在金属表面预处理中的研究进展:(1)金属表面硅烷偶联化机理;(2)金属基材表面状态、硅烷水解体系、硅烷成膜方式及膜固化方式等工艺对膜性能的影响;(3)硅烷预处理技术研究的新进展,包括传统浸渍成膜、电沉积辅助法制备硅烷膜及无机稀土金属盐、纳米颗粒、缓释剂掺杂制备的硅烷杂化膜的研究现状。     

氧化石墨烯/聚酯树脂涂层的制备及耐腐蚀性能

石墨烯具有阻隔性好、机械强度高、比表面积大等优异的性能,被广泛应用于防腐涂料领域.本研究在聚酯树脂粉末中加入分散性较好的氧化石墨烯(GO),利用静电喷涂技术在经硅烷偶联剂预处理的6063铝合金基体上制备了不同氧化石墨烯含量的聚酯体系涂层.通过EDS能谱分析硅烷膜的成分,并通过电化学试验评价硅烷膜的腐蚀行为;采用纳米压痕仪表征涂层与基体的结合力;通过全浸泡试验和中性盐雾试验研究氧化石墨烯添加量对聚酯体系涂层耐腐蚀性能的影响.结果表明,硅烷膜的自腐蚀电压为-0.831 V,自腐蚀电流密度为5.361×10-8 A/cm2,钛锆膜的自腐蚀电压为-0.967 V,自腐蚀电流密度为8.350×10-8 A/cm2,即与钛锆膜相比,硅烷膜的自腐蚀电位高、自腐蚀电流密度小,耐腐蚀性能更优;经硅烷偶联剂预处理涂层的临界载荷值LC1为2035.71 mN,LC2为3066.66 mN,均大于经钛锆膜预处理的涂层的临界载荷值(1667.40 mN),即经硅烷偶联剂预处理的涂层与基体的结合力更强;与未添加氧化石墨烯的聚酯涂层相比,氧化石墨烯添加量为0.5％(质量分数)的聚酯涂层的失重量及失重率最小,1000 h盐雾腐蚀后涂层表面的孔隙和腐蚀坑也均减少,其耐腐蚀性能明显增强.即在聚酯树脂涂料中添加0.5％(质量分数)氧化石墨烯时,涂层的耐腐蚀性能显著提高.     

镁合金表面硅烷转化膜与阳极氧化膜的协同防护性能

目前对镁合金进行硅烷处理后再制备阳极氧化膜的研究未见报道。为此,探讨了镁合金表面硅烷化预处理所制备硅烷转化膜与阳极氧化后处理所制备阳极氧化膜的协同防护性能。在AZ91D镁合金表面首先进行硅烷化预处理制备内层的硅烷转化膜,接着进行阳极氧化后处理再制备外层的阳极氧化膜,最后采用KMnO4点滴试验、NaCl盐水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法评价并比较了硅烷转化/阳极氧化复合膜、单一硅烷转化膜和单一阳极氧化膜对镁合金基体的防护性能。结果表明:与只经硅烷化处理的镁合金(表面附着单一硅烷转化膜)和只经阳极氧化处理的镁合金(表面附着单一阳极氧化膜)相比,经过硅烷化预处理和阳极氧化后处理的镁合金(表面附着硅烷转化/阳极氧化复合膜)的点滴液变色时间(tdrop)最长、腐蚀速率(vloss)和腐蚀电流密度(Jcorr)最小、自腐蚀电位(Ecorr)最正、膜层电阻(Rc)最大。对镁合金表面先进行硅烷化预处理再进行阳极氧化后处理使得镁合金的耐蚀性得以进一步提高,这主要归因于硅烷转化膜和阳极氧化膜的协同防护对腐蚀历程中扩散过程的抑制。     

聚碳酸酯表面铬酸预处理对涂层附着性能影响

聚碳酸酯材料表面呈惰性,不利于涂料的完全润湿和界面化学键的结合.为增强聚碳酸酯材料表面的涂层流平性能和附着性能,本文利用铬酸湿化学方法对聚碳酸酯透明材料进行表面预处理,测试预处理前后聚碳酸酯的表面能、元素组成、表面形貌以及应力-溶剂银纹,研究预处理对聚碳酸酯表面性能的影响.结果表明,铬酸的强氧化作用使聚碳酸酯表面产生了羰基、磺酸基及羧基3种含氧极性基团,增加了基材表面粗糙度和润湿性能.通过拉开法和涂层/基材界面扫描电镜两种方法比较了铬酸预处理对耐磨涂层附着性能的影响,研究发现,受涂层与PC之间界面共价键及机械锚接作用力,预处理后涂层附着性能明显增强.涂层附着力与铬酸处理时间密切相关,而较长时间处理会降低PC表面抗应力-溶剂银纹性能,实验表明在不损失材料抗银纹性能前提下,铬酸预处理5 min可以显著提高涂层附着力.     

等离子增强磁控溅射制备TiCr基纳米复合涂层的显微组织和性能

使用等离子增强磁控溅射技术,利用三甲基硅烷TMS(Si-C)以及六甲基二硅氧烷HMDSO(Si-CO)气体在H13钢表面制备了TiCrSiCN和TiCrSiCON纳米复合涂层。结合SEM、AFM、XRD、EDS等研究了O元素对涂层显微组织、物相组成、表面能、硬度、摩擦因数、耐磨和耐高温氧化性能的影响。结果表明：与无氧的TiCrSiCN涂层相比,含氧的TiCrSiCON涂层表面较粗糙,致密度低,且存在典型的柱状组织,从而导致其较高的表面能;O元素的加入提高了涂层的硬度,使TiCrSiCON涂层的耐磨性能显著提高,但TiCrSiCN和TiCrSiCON的摩擦因数相差不大;TiCrSiCON涂层中的Cr元素易与O元素结合形成一层致密的氧化膜,从而提高了其耐高温氧化性能。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Estimation of potentialities of methods of summation of direct measurement errors

Conventional methods for summation of direct measurement errors are considered. Conditions under which these methods provide consistent results are stated. It is proposed to utilize for characteristic of the total error, its interval estimator or the half-sum of the value obtained by adding up its arithmetic and geometric random errors.Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 4, pp. 10–12, April, 1995.