7075铝合金表面PPy环氧树脂涂层及其防腐性能

采用化学氧化法制备聚吡咯(PPy),再与环氧树脂(EP)混合,涂敷在铝片上,制备具有防腐功能的涂层。采用SEM和FTIR对涂层进行微观结构与形貌分析,Tafer曲线、EIS分析涂层的防腐性能。结果表明,EP涂层表面均匀致密,而PPy颗粒在环氧树脂中均匀分散能够起到阻碍腐蚀介质进入涂层内部的途径。FTIR图表明聚吡咯与环氧树脂有众多官能团。EP/PPy涂层的腐蚀速率0.058mm/y比EP涂层腐蚀速率0.093mm/y小,说明EP/PPy涂层的腐蚀速率更小,防腐性更好。EP/PPy涂层比EP涂层有更大的阻抗弧,表明其对外界大气的腐蚀介质有更强的阻碍作用。EP/PPy涂层电荷转移阻抗比EP涂层电荷转移阻抗更大,表明EP/PPy涂层的电子传输更小,发生氧化还原反应更少,说明其防腐性更好。     

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。     

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。     

表面状态对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用线性极化测试、电化学阻抗谱和动电位极化等电化学测试技术并结合表面分析方法,研究了表面状态对X80管线钢在模拟土壤溶液(NS4)中的腐蚀行为影响。试验结果表明,随着表面粗糙度下降,其自然腐蚀电位向正向移动,腐蚀电流密度下降,即腐蚀速率减小;不同粗糙度的X80钢试样在NS4溶液中电化学阻抗谱表现为一个时间常数;随表面粗糙度的逐渐减小,电荷转移、电阻逐渐增大。微观形貌显示,试样表面腐蚀产物随着粗糙度的减小而逐渐减少。试样表面效应是引起不同粗糙度钢腐蚀差异的重要因素。     

硫/聚吡咯复合正极材料的第一性原理计算

利用Material Studio软件中的分层模建工具构建了硫(S)/聚吡咯(PPy)模型,采用DMol 3模块对构建好的模型进行几何优化,并完成计算。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,计算了S、PPy和S/PPy的结合能和态密度。计算结果表明:单质硫与PPy复合后,不仅改善了硫电极的导电性,而且提高了硫电极的循环稳定性。     

B4C/6061Al复合材料中子吸收板在高温和 装卸料模拟工况下的老化行为

对B_4C质量分数分别为26%和31%的B_4C/6061铝合金(6061Al)复合材料中子吸收板在高温(400℃)和装卸料模拟工况(硼酸水浸泡→去离子水清洗→高温干式运输过程)下进行老化试验,通过拉伸性能、尺寸、质量、密度等变化分析了其老化行为。结果表明:2种复合材料中子吸收板在高温老化过程中的性能稳定,尺寸、质量、密度、B_4C含量及10B面密度均无明显变化,高温老化后375℃及室温拉伸性能随老化时间的延长未发生明显变化;模拟工况试验后矩形试样表面无明显的局部腐蚀现象,包覆试样表面局部腐蚀形成氧化膜,试验前后试样的厚度、质量、密度和~(10)B面密度无明显变化。     

AZ31镁合金在Al(NO_3)_3溶液中的电化学行为和放电性能

通过对腐蚀析氢行为、开路电位、动电位极化曲线、交流阻抗谱和恒流放电性能等的测试与分析,研究了AZ31镁合金在不同浓度Al(NO_3)_3溶液中的电化学行为和放电性能。结果表明:随着Al(NO_3)_3溶液浓度的增大,AZ31镁合金的开路电位和自腐蚀电位负移,交流阻抗值减小,放电活性增强;与镁盐电解液相比,AZ31镁合金在0.6mol·L~(-1) Al(NO_3)_3溶液中的恒流放电电压较高、放电曲线平稳、放电效率高、放电容量大;放电过程中AZ31镁合金电极表面生成2Mg(OH)_2·Al(OH)_3,促进Mg(OH)_2从电极表面脱落,有利于电解液与电极表面充分接触,使AZ31镁合金电极具有较高的放电活性与放电稳定性。     

中子吸收用B4C/6061Al复合材料在硼酸水溶液中的腐蚀行为

对B_4C/6061Al复合材料分别进行酸洗、阳极化和喷丸处理,研究了其在硼酸水溶液(90℃)中的均匀腐蚀、缝隙腐蚀和包覆腐蚀行为。结果表明:酸洗、阳极化、喷丸处理试样腐蚀不同时间后的质量、厚度、密度均变化不大;阳极化和喷丸处理试样均匀腐蚀后未呈现明显腐蚀现象,酸洗处理复合材料表面颜色随腐蚀时间延长而加深;缝隙腐蚀后,不同表面处理试样非模拟缝隙腐蚀区表面状态良好,而模拟缝隙腐蚀区的腐蚀程度较为严重;包覆腐蚀后,不同表面处理试样均发生局部腐蚀,生成了絮状的铝氧化物,阳极化处理试样的阳极化膜局部脱落。     

块体纳米晶工业纯铁在室温硫酸溶液中的腐蚀电化学行为

通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)试验,研究了块体纳米工业纯铁(BNIPI)和粗晶工业纯铁棒(CGIPIR)在室温0．05mol／L H2SO4 0．25mol／L Na2SO4溶液中的腐蚀行为,用SEM对极化测试后的试样形貌进行了观察。结果表明：BNIPI与CGPIR相比,平均腐蚀速度和腐蚀电流密度Ic较小,极化电阻Rp较大,抗氧化性酸的腐蚀能力有所增强。两种试样表面形貌有明显差别,粗晶试样的晶界明显外露。纳米试样各向同性对其抗腐蚀性能的提高有很大帮助。     

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。     

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。     

原位复合法制备镧掺杂SrFe_(12)O_(19)/PPy复合材料的组织与电磁性能

以脱脂棉为模板合成了镧掺杂SrFe12O19粉体,以其为原料并运用原位复合法制备了镧掺杂SrFe12O19/PPy复合材料,对复合材料的显微组织与电磁性能进行了研究。结果表明:镧掺杂SrFe12O19/PPy复合材料呈现定向排列的球状聚集体,镧掺杂的SrFe12O19颗粒在基体中分散得很均匀,而且PPy紧密包覆在镧掺杂SrFe12O19表面;镧掺杂SrFe12O19/PPy复合材料的电磁性能随着镧掺杂SrFe12O19含量的减少而呈非线性降低的规律。     

水性纤维素铝粉涂料在钢铁表面防腐蚀中的应用

利用自制的水性化纤维素树脂和铝粉制备水性纤维素铝粉涂料,通过动电位极化试验,研究了铝粉添加量和水性化纤维素对其在冷轧钢板上防腐性能的影响;通过对涂层自腐蚀电位和自腐蚀电流密度的分析,讨论了涂层的防腐蚀机理。结果表明,不同的铝粉添加量对水性纤维素铝粉涂料产生的防腐蚀效果不相同,在一定添加范围内,添加30%的铝粉,自腐蚀电位最高,同时自腐蚀电流密度最低,防腐蚀性能最好,腐蚀机理也随着铝粉添加量由金属铁的腐蚀转变为铝的腐蚀。     

时间对Q235钢碱性腐蚀的影响

在S~(2-)浓度为6 g/L的氢氧化钠溶液介质中,采用盐雾腐蚀和电化学腐蚀方法,借助腐蚀失重、SEM及EDS等分析手段,研究腐蚀时间对Q235钢腐蚀行为的影响。结果表明,腐蚀首先发生在试样表面的划痕处,腐蚀程度随时间延长而加重,腐蚀失重和腐蚀电流密度分别从1天的3.846 2 g/m~2、2.431μA/cm~2增加到9天的4.049 5g/m~2、3.361μA/cm~2。腐蚀产物主要为Fe、O、S等元素,腐蚀初期,基体表面以OH-的竞争吸附占主导,主要发生Fe的氧化反应;腐蚀后期,S~(2-)的吸附逐渐占据主导,同时发生Fe的氧化与硫化反应,产物中S的含量持续增加。     

CT80钢级连续油管焊接接头在不同质量分数NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了CT80钢级连续油管焊接接头的母材和焊缝在不同质量分数(3.5%,5.0%,7.0%)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:在不同质量分数NaCl溶液中,母材和焊缝的极化曲线均呈典型的阳极溶解特征,没有钝化现象;随着NaCl质量分数(即Cl-1浓度)的增加,母材和焊缝的开路电位和自腐蚀电位负移,极化电阻减小,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能减小;母材的热力学稳定性和耐腐蚀性能优于焊缝的。     

表面粗糙度对304不锈钢空蚀腐蚀联合作用的影响

为探究不同表面粗糙度对腐蚀空蚀破坏的影响机制,利用超声空蚀实验装置,对不同表面粗糙度的304不锈钢试样在质量分数3.5%NaCl溶液中进行空蚀腐蚀联合作用实验。通过分析试样的质量损失、表面形貌、显微硬度和电化学性能变化,探究不同表面粗糙度对空蚀腐蚀表面形貌和性能的影响规律。结果表明：空蚀腐蚀后的304不锈钢试样表面出现蚀坑,且蚀坑主要发生在磨痕边缘,并呈现腐蚀和空蚀双重特征;随着表面粗糙度的增大,蚀坑的密度增加,试样质量损失更加严重,但粗糙度达到一定程度时,空蚀会降低表面粗糙度数值,起到平整作用;经过空蚀腐蚀作用后,试样表面均出现硬化现象,但随着表面粗糙度的增大,试样表面硬化现象变弱;空蚀腐蚀后,试样的腐蚀电流增大,腐蚀电位负移,且随着粗糙度增大,试样的腐蚀电位和腐蚀电流变化也增大,呈现耐腐蚀性能不断下降趋势。     

灰铸铁表面Ni60A镍基合金感应熔覆层在H2SO4溶液中的腐蚀行为

用多步感应熔覆法在HT300灰铸铁表面制备Ni60A镍基合金熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成及其在H_2SO_4溶液中的腐蚀行为。结果表明:熔覆层与基体形成了良好的冶金结合;熔覆层主要由γ-Ni以及Ni_3Si、Cr_(1.12)Ni_(2.88)、Ni_3B、Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6等物相组成;熔覆层的电化学腐蚀存在钝化过程,自腐蚀电流密度和腐蚀速率远低于灰铸铁的,熔覆层/H_2SO_4溶液腐蚀体系的总阻抗值更高;在H_2SO_4溶液中熔覆层表面生成了具有钝化效果的Ni_2O_3,显著提高了其耐腐蚀性能。     

镁合金磁控溅射镀铝耐蚀防护层研究

在AZ31镁合金表面进行了磁控溅射铝防护层的镀覆,并研究了镀层的成分分布、形貌、显微力学性能、防腐蚀性能及工艺条件对镀层的影响。结果表明：直径为1～2μm的细小晶粒均匀在镁合金基体表面沉积形成致密铝镀层,镀层和基体之间存在混融的过渡层;镀层表面粗糙度在2μm以下并与基体结合良好,其硬度、弹性模量等高于镁合金基体并具有一定韧性和弹塑性能;适当降低氩气压力,提高溅射电流,可改善镀层质量。镀层提高了镁合金基体的自腐蚀电位并降低了腐蚀电流,从而抑制了腐蚀倾向,但自腐蚀电位低于热喷涂铝电位且腐蚀电流高于微弧氧化处理电流。     

静电自组装制备氧化石墨烯包覆铜粉研究

为了改善石墨烯与铜之间浸润性差及石墨烯自身难以分散的问题,制备高分散石墨烯增强铜基复合材料,利用静电自组装法制备了氧化石墨烯包覆铜粉,用不同修饰剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIm]BF₄)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([BMIm]PF₆))改性铜粉表面后,研究了氧化石墨烯对其包覆效果的影响;进而研究了不同含量[BMIm]BF₄离子液体改性后氧化石墨烯包覆效果及复合粉末热稳定性。结果表明,3种修饰剂对铜粉表面改性后,氧化石墨烯成功包覆到铜粉表面,[BMIm]BF₄离子液体修饰后包覆效果最佳,CTAB次之,[BMIm]PF₆离子液体最差,当[BMIm]BF₄离子液体与铜粉比例为1.5 mL:60 g时,氧化石墨烯均匀包覆在铜粉表面,氧化石墨烯包覆铜粉在高温下可被还原为石墨烯。     

TiB2含量对基于PLC控制的激光选区熔化成形TiB2/4Cr13钢复合材料组织与性能的影响

采用机械球磨和激光选区熔化成形方法,制备了不同TiB₂质量分数(0.6%,1.2%,1.8%)的TiB₂/4Cr13钢复合材料,研究了TiB₂含量对复合材料物相组成、微观形貌、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：复合材料由α-Fe、γ-Fe、TiB₂等相组成;随着TiB₂含量的增加,复合材料的相对密度降低;当TiB₂质量分数为0.6%时,复合材料的组织最为细小均匀,随着TiB₂含量的继续增加,晶粒尺寸增大,且组织中出现裂纹、微孔等缺陷;随着TiB₂含量增加,复合材料的硬度降低,摩擦因数和磨损率增大,点蚀和自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能变差。