聚吡咯/镁粉复合材料的制备及稳定性研究

为了提高镁粉(Mg)的稳定性,采用化学氧化的方法,以吡咯为单体,过硫酸铵为氧化剂,制备了聚吡咯包覆的聚吡咯/镁粉复合材料(PPy/Mg),利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)对其表面形貌和化学成分进行了分析,并通过空气中的热重曲线对比了镁粉和聚吡咯/镁粉复合材料的抗氧化能力,通过极化曲线分析了PPy/Mg复合材料的腐蚀电位和腐蚀电流密度,通过交流阻抗图谱分析了PPy/Mg的阻抗特性。结果证明,通过化学氧化的方法,吡咯单体在镁粉颗粒表面发生聚合形成了聚吡咯包覆层,聚吡咯包覆能有效提高镁粉在空气中的热稳定性;聚吡咯包覆对镁粉的电化学腐蚀有一定抑制作用,腐蚀电位正移了70mV,腐蚀电流密度降低了30%。     

导电聚吡咯的电化学性能研究

针对聚吡咯(PPy)材料的电化学性能问题,对PPy的制备工艺过程、氧化还原反应、交流阻抗及阶跃响应进行了研究。采用电化学工作站中的计时电位法在镀铜的聚偏二氟乙烯(PVDF)膜表面制备PPy膜,结合循环伏安法(CV曲线)分析了其氧化还原反应,探究了驱动器内部离子迁移过程,分析了引起PPy膜膨胀收缩的机理,并计算了不同扫速下的比电容;利用交流阻抗谱(EIS)测试PPy的阻抗,采用ZSimpwin软件建立了等效电路模型,并根据拟合后的数据计算了电导率;之后对PPy进行了恒电位阶跃测试,探究了充放电时间常数。研究结果表明:循环伏安测试能有效地描述PPy膜的氧化还原状态及内部离子的迁移,交流阻抗测试可将PPy的阻抗电路等效为R(C(RW))电路,恒电位阶跃曲线能准确描述PPy膜的充放电时间常数。     

氟化石墨/氟碳复合涂层耐磨防腐性能研究

以氟化石墨（FGi）填充改性氟碳（FEVE）涂料,制备氟化石墨/氟碳（FGi/FEVE）复合涂层,并对其附着力、硬度以及耐磨防腐性能等进行分析,探讨其耐磨防腐作用机制。结果表明：FGi中C-F键的存在,不仅增加了涂层与填料之间的界面相容性,进一步增强复合涂层的热稳定性,提升附着强度与硬度,同时具有优异的疏水性能,使涂层表面接触角由84.5°提升至102.0°。电化学测试表明,质量分数1%FGi改性FEVE复合涂层的低频阻抗模量为3.1×10⁵Ω·cm²,与纯FEVE涂层相比,提升了近1个数量级,表明复合涂层具有更好的防腐性能。这归因于FGi与固化剂N75之间形成的氢键,增加了FGi在FEVE涂层中的分散性,能更有效阻止腐蚀介质的渗透。摩擦测试表明：质量分数1%的FGi可以使FGi/FEVE复合涂层的摩擦因数降低16.9%、磨损率降低48.0%。FGi填充改性增强了FEVE涂层的电绝缘性和疏水性,同时发挥物理屏障作用,能有效防止基底受到腐蚀并阻止裂纹扩展,从而有效提升了FGi/FEVE复合涂层的耐磨防腐性能。     

DBD等离子体枪聚合SiOx薄膜用于金属表面防腐性能研究

用高频介质阻挡放电(DBD)等离子体枪,以六甲基二硅氧烷为单体,在大气下于铸铁表面聚合S iOx薄膜。采用红外光谱(FTIR)分析了等离子体功率对聚合膜的结构和沉积速度等影响、SEM对试样表面进行观察。实验发现铸铁表面沉积S iOx薄膜呈现致密纳米棒状交联结构,并随着厚度的增加粒子间出现团聚现象。在0.5%NaC l溶液中的腐蚀实验表明,S iOx薄膜能显著的提高铸铁的防腐性能,而通过在5%NaC l溶液中进行的动电位极化特性曲线计算得到,铸铁的腐蚀速率为4.72E-3mm/a,约为纯铸铁的1/15。     

多壁碳纳米管/聚吡咯导电复合材料的制备及性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)和吡咯单体为反应物,通过原位聚合方法成功制备了MWCNTs/聚吡咯(PPy)导电复合材料;通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪及四探针电导仪对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明:羧基化MWCNTs高的长径比和大的比表面积使得复合材料比纯PPy的电导率和热稳定性能有显著提高;随着MWCNTs含量增加,复合材料的电导率和热稳定型均明显提高;当MWCNTs质量分数为20%时,复合材料的电导率达到11.1S·cm-1。     

316LN奥氏体不锈钢在含Cl-溶液中的腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸法以及电化学方法,通过与316L奥氏体不锈钢进行对比,研究了316LN奥氏体不锈钢在不同温度(25,50℃)和不同腐蚀介质(质量分数为3%的NaCl溶液、质量分数为6%的FeCl₃溶液)中的应力腐蚀开裂和电化学腐蚀行为。结果表明：316LN钢在含Cl^-溶液中的应力腐蚀敏感性低于316L钢;316LN钢在NaCl溶液中发生钝化-击穿行为,而在FeCl₃溶液中则呈现活性溶解特征,阻抗谱均为单一容抗弧特征,且温度越高,316LN钢的自腐蚀电流越大,容抗弧半径和电荷转移电阻越小。316LN钢的耐腐蚀性能优于316L钢。     

片状CuO/PPy复合材料的电磁波吸收性能研究

采用水热法制备了片状CuO,并通过原位聚合法在片状CuO表面附着PPy (聚吡咯)。随后通过XRD、FT-IR、SEM等方法对复合材料的形貌和物相组成进行表征,并采用同轴环测试技术分析复合材料的电磁参数,最后根据传输线理论计算吸波材料的反射损耗RL。研究结果表明:复合材料填料比例为20wt%,涂层厚度为3mm时,复合材料在10.6GHz处出现最大吸收强度-25.1dB,当涂层厚度为2.5mm时,低于-10dB的有效吸收带宽达到7.5GHz,覆盖了整个Ku波段,达到了理想的吸波效果。     

聚吡咯机械传感器传感特性研究

针对聚吡咯在传感器方面的应用问题,对其作为机械传感器时的传感特性进行了研究,提出了一种在施加外部静态偏转的情况下,采集PPy机械传感器传感输出的微弱电信号的测量方法,并建立了具有屏蔽外界干扰功能的输出信号测量系统。对传感器施加由小变大和由大变小两组偏转位移,在屏蔽外界干扰的条件下依次测得了对应的传感输出信号,通过分析传感输出电压与输入偏转位移之间的关系,得到了完整的聚吡咯传感输出去/回程特性曲线方程。研究结果表明,该测量系统能够实现测量PPy机械传感器在静态偏转的状态下所输出的电压信号,且传感输出与输入变化规律基本一致;由得到的特性曲线方程可以发现,在其传感过程中存在非线性迟滞现象,该发现可以为聚吡咯用于制作机械传感器提供一定的实验依据和参考。     

AlNiZr非晶纳米晶复合涂层的腐蚀磨损行为研究

为提高海洋极端环境下钢结构材料的耐腐蚀磨损性能,采用高速电弧喷涂技术制备了一种AlNiZr非晶纳米晶复合涂层,并研究了该涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀磨损行为。结果发现,AlNiZr涂层组织较为均匀,致密性较好,相结构由非晶、纳米晶及晶化相共同组成,涂层非晶体积分数约为64.93%,平均显微硬度值为363HV0.1,与45钢基体之间的平均结合强度约为30.8 MPa;在干摩擦条件下其平均摩擦因数约为0.125,磨损体积约为0.134 mm3,磨痕宽度约为882.4 μm,磨损失效机制以氧化磨损和脆性剥层磨损为主,并伴有轻微磨粒磨损;在腐蚀介质条件下,由于受到腐蚀介质的润滑减摩作用,导致涂层的平均摩擦因数、磨损体积、磨痕宽度均有明显减小,其平均摩擦因数约为0.058,磨损体积约为0.02216 mm3,磨痕宽度约为314 μm,腐蚀磨损失效机制主要表现为剥层磨损形式,同时磨损起主导作用、腐蚀次之。与纯铝涂层相比,AlNiZr涂层表现出优异的耐腐蚀磨损性能。     

铝化物涂层改性Super304H钢在模拟锅炉煤灰/气环境中的腐蚀行为

利用粉末包埋法在Super304H钢表面制备了铝化物涂层,在模拟锅炉煤灰/气环境中对涂层改性前后的Super304H钢和HR3C钢分别进行了650,750℃腐蚀试验,对比分析了其腐蚀行为及腐蚀机制。结果表明:铝化物涂层主要由FeAl和Fe3Al相组成;在650℃腐蚀500h后,涂层改性前Super304H钢表面氧化膜出现大面积剥落,而涂层改性后的钢表面则形成了均匀致密的Al2O3膜;在750℃腐蚀时,涂层改性前Super304H钢在腐蚀200h后其表面氧化层完全剥落,而涂层改性后的钢经500h腐蚀后,表面氧化膜剥落较改性前的轻,比650℃时的严重;铝化物涂层提高了Super304H钢的耐腐蚀性能,但高铬含量的HR3C钢在650℃和750℃下均表现出更好的耐腐蚀性能。     

高强度纳米涂层气缸套的制备及其抗穴蚀性能的研究

以过硫酸铵作为氧化剂,纳米二氧化硅作为分散介质,将邻甲基苯胺通过氧化反应生成一种具有核壳结构的聚邻甲基苯胺/纳米二氧化硅粒子。利用ICP-AES法考察粒子的产出率,通过附着力法研究涂层与缸套的结合情况,利用震动气体穴蚀法研究涂层缸套的抗穴蚀性能。结果表明,聚邻甲基苯胺(POT)均匀的包覆在纳米二氧化硅粒子周围,形成稳定的具有核壳结构的聚邻甲基苯胺/纳米SiO_2粒子,当m(SiO_2):m(POT)=1:8,n((NH_4)_2S_2O_4):n(POT)=1:1,温度控制在10-15℃时,制备的复合聚邻甲基苯胺/纳米SiO_2粒子,产出率达到85%。以复合聚邻甲基苯胺/纳米SiO_2粒子为功能组分,环氧树脂为成膜剂,制备复合聚邻甲基苯胺/纳米SiO_2粒子/环氧树脂涂层缸套,具有良好的抗穴蚀性能,t_(100)=885min.     

Q345D低合金钢在海洋潮差区的腐蚀规律及电化学行为研究

通过在青岛海域2年实海挂片暴露试验研究Q345D低合金钢和对比材料Q235B普碳钢在潮差区的腐蚀行为。试验结果表明,Q345D钢在实海潮差区1年和2年周期的平均腐蚀速率都小于Q235B钢,且两种钢锈层组成和结构基本类似,但Q345D钢表面锈层较厚,且更致密均匀。通过室内模拟海水周浸腐蚀试验研究两种钢的初期腐蚀行为,通过腐蚀数据的回归拟合分析得出,在腐蚀起始阶段,Q345D钢与Q235B钢的腐蚀倾向差别不大,但随着周浸时间的延长,腐蚀速率逐渐降低,且Q345D钢表现出比Q235B更好的耐全面腐蚀性能。宏观电化学阻抗谱和微区阻抗谱测试结果也证实,Q345D低合金钢形成的腐蚀产物膜层具有比Q235B钢更高的膜层电阻,且能够在更短时间内形成稳定的腐蚀产物膜层。     

纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层及其抗高温腐蚀性能

制备纳米金属间化合物Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并测试其抗腐蚀性能,为利用热喷涂技术治理火电站易损部件腐蚀问题提供有效手段。运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒;运用高速火焰喷涂方法,在结构材料表面制备出了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层,对比测试了微米、纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗高温腐蚀性能,分别采用抛物线型和幂函数型对腐蚀动力学曲线进行拟合。纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂材料的粒径由原始的50nm团聚到最终的114~178μm,团聚后的纳米颗粒呈圆形或椭圆形,各成分比例保持原始比例,团聚颗粒内部仍然保持纳米粉体状态;纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层表面致密、铺展均匀,截面元素过渡平缓、层片细小;运用幂函数方程对腐蚀动力学曲线的拟合效果更好。通过对腐蚀动力学拟合方程进行求导运算可推算出各复合涂层的腐蚀速率。团聚后的纳米颗粒满足热喷涂材料的相关要求,纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗高温腐蚀性能显著高于微米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层。纳米Al、Cr优先氧化生成具有保护作用的氧化膜机理解释了纳米涂层抗高温腐蚀性能优异的原因。     

三层结构导电聚合物驱动器动态特性及其建模研究

由导电聚合物聚吡咯(PPy)制备而成的驱动器是一种离子型电活性聚合物驱动器(EAPs)。针对三层结构导电聚合物驱动器的动态特性问题,通过建立动态特性测量系统对其进行研究分析,对驱动器PPy层发生氧化还原反应过程引起膨胀收缩的机理建立了等效电路模型,并进行了验证分析。采用系统辨识频率特性方法获得了驱动器系统的高阶传递函数模型,以提高该类驱动器控制模型精度。实验结果表明,等效电路模型分析能有效描述三层结构导电聚合物驱动器的动态输入/输出特性,传递函数模型能精确有效地预测驱动器动态位移响应。     

不同石墨烯添加量下MoS2基复合涂层的摩擦磨损及耐腐蚀性能

为改善MoS2基固体润滑涂层的摩擦磨损性能和耐蚀性能,制备了不同石墨烯（GE）添加量的MoS2复合涂层,利用HSR-2M摩擦磨损试验机测试了复合涂层的摩擦磨损性能,并分析了其磨损机理,通过极化曲线、交流阻抗谱（EIS）研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。试验结果表明,0.8-GE/MoS2复合涂层的摩擦磨损和耐腐蚀性能最优,其平均摩擦因数和磨损率分别为0.232和2.379×10-13 m3/(N·m),较未添加石墨烯的MoS2涂层分别降低了49.56%和43%,腐蚀速率（1.96×10-8 A/cm2）较纯MoS2涂层（5.54×10-6 A/cm2）降低了近2个数量级。石墨烯的二维片状结构具有良好的自润滑性能,在涂层中均匀分布时能有效阻隔腐蚀介质的渗透,因此,石墨烯的添加提高了MoS2基复合涂层的摩擦学性能和耐腐蚀性能,石墨烯的最优添加量为0.8%（质量分数）。     

一种采用铜牺牲层去除负性光刻胶残胶的工艺方法

提出一种采用铜薄膜作牺牲层去除负性光刻胶残胶的方法,利用铜薄膜在湿法腐蚀过程中的侧蚀现象,将基底的平均残胶量从13.4个/mm2减小到0.2个/mm2.分别测试了金、铬和铜薄膜湿法腐蚀的侧蚀,实验表明铜最适合作牺牲层材料.测试了不同厚度铜薄膜的侧蚀速率,实验表明在腐蚀初期,厚度越薄侧蚀速率越快,但侧蚀的不均匀性越严重,当铜薄膜厚度为200 nm时,去除残胶效果最好.     

聚苯硫醚涂层防腐阀门的研制和应用

针对目前化工、石油、制药、轻工等部门存在的生产管线严重腐蚀问题,我厂与广州化工研究所于1979年共同研制了J41CS—10Dg40、J45CS—10Dg50两种型号规格聚苯硫醚涂层防腐阀门样机,先后投放到化工、石油、制药,轻工等部门使用,经过一年多来各种化学介质及条件的实际使用证明,效果良好,是一种用途较广的新型防腐阀门。 1.结构和性能 (1)技术参数公称压力:10kg/cm~2 使用温度:≤120℃使用介质:水、蒸汽、煤气、除(较浓)氧化酸以外的各有机酸和无机酸、碱性液体、     

强化研磨对GCr15轴承钢耐蚀性的影响

通过改变强化研磨喷射角度对GCr15轴承钢进行加工，并开展盐雾腐蚀试验，结合腐蚀动力学曲线、傅里叶红外光谱图、腐蚀微观形貌图、三维形貌图进行腐蚀机理分析。结果表明：盐雾腐蚀试验后强化研磨试样得到的n=0.723 8,且腐蚀产物中γ-FeOOH的占比较低，表明强化研磨试样腐蚀产物层对基体材料的保护性能更好；随着强化研磨喷射角度的增加，试样耐蚀性能变好，试样表面逐渐由均匀腐蚀转化为边缘点蚀，试样的腐蚀速率逐渐降低；强化研磨喷射角度为90°时，GCr15轴承钢腐蚀速率为0.060 4 mm/a,耐蚀等级为5,腐蚀速率远低于未强化研磨试样，表明强化研磨加工可使工件具有较好的耐蚀性。     

304不锈钢表面磁控溅射制备Cr-C涂层的组织与耐高温电化学腐蚀性能

采用磁控溅射技术在304不锈钢集流体表面制备Cr-C涂层,研究了该涂层的微观形貌、物相组成以及在350℃熔融多硫化钠中的耐电化学腐蚀性能。结果表明:制备得到的Cr-C涂层均匀致密,由Cr₃C₂,Cr₇C₃和Cr相组成;在熔融多硫化钠中腐蚀120 h后,Cr-C涂层表面物相包括Cr₃C₂、Cr₇C₃、NaCrS₂和Cr₂S₃;Cr-C涂层电阻随着腐蚀时间的延长而增大,腐蚀120 h时可达1 454Ω·cm²,表明该涂层能够有效防止熔融多硫化钠扩散至304不锈钢基体表面,从而有效保护基体免受高温熔盐腐蚀。     

纳米Fe-Al/Cr3C2复合涂层的抗电化学腐蚀性能

研究纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗电化学腐蚀性能,确定纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒加入量的最佳值。采用三电极系统,对微米Fe-Al/Cr3C复合涂层、纳米Fe-Al/Cr_3C_2和分别添加了5%,10%,15%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的系列复合涂层抗电化学腐蚀性能进行测试;利用Zview软件拟合交流阻抗谱,从定性到定量拟合对纳米Fe-Al/Cr_3C_2系列复合涂层的电化学腐蚀行为进行分析;利用扫描电子显微镜观察腐蚀后涂层表面形貌。添加了5%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层自腐蚀电位为-0.775V,自腐蚀电流为0.280mA/cm2,与其它涂层相比抗电化学腐蚀性能最优;此处添加的5%纳米级Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层的特征主要以均匀腐蚀性为主,而其它Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层都表现为一定的局部腐蚀特性。Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层本身的抗电化学腐蚀特性会受到Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的影响而存在改善的价值。加入量低于最佳值时,涂层因表面质量没有得到改善而抗电化学腐蚀性能较低;加入量高于最佳值时,涂层因表面高活性而导致抗电化学腐蚀性能较低。