石墨烯改性环氧树脂涂层的制备及其性能

为增强传统环氧树脂涂料的耐腐蚀性能,将改性石墨烯与涂料复合,制备了不同石墨烯含量的复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定仪、显微红外光谱仪、热重分析仪、多功能表面测试仪等表征了添加不同含量石墨烯涂层前后的截面形貌、接触角、耐热性能以及摩擦磨损性能;采用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线研究涂层浸泡在3.5%Na Cl溶液中的电化学行为,并通过中性盐雾试验测试不同石墨烯含量涂层的耐盐雾腐蚀性能。结果表明:当石墨烯添加量为1%时,涂层各方面性能相对最佳。与未添加改性石墨烯涂层相比,改性石墨烯涂层的接触角增加5°,疏水性能增加;平均摩擦因数从0.28降至0.08,耐磨损性能提高;自腐蚀电流减小,自腐蚀电位正移耐腐蚀性能显著增强;1 800 h盐雾试验中1%石墨烯涂料样板未发生明显腐蚀。     

耐高温冲击无机-有机杂化纳米防腐涂层制备及性能研究

目的制备一种兼具腐蚀防护与耐高温冲击的涂层材料。方法以无机硅酸盐和有机硅乳液为成膜物,纳米氧化锆分散液和水性铝粉浆为耐热填料,配合防腐颜料和助剂,制备出了耐高温冲击防腐涂料。通过扫描电子显微镜、中性盐雾测试、耐温性测试和耐电子束焊接测试,分别评价耐高温冲击防腐涂料涂覆后的微观形貌、对高强度合金钢的腐蚀防护能力、长期耐高温性能和耐瞬时高温冲击性。调整无机/有机树脂比例,对比腐蚀防护性与耐温性的相关关系。结果以纯无机树脂为成膜物,涂层的耐温性可达700℃,但防腐性能较差,耐中性盐雾时间低于24 h。以纯有机树脂为成膜物,涂层的耐温性为400℃,耐中性盐雾时间大于336 h。以无机/有机质量比为2:1制备的杂化纳米涂层的耐温性为700℃,耐中性盐雾时间为168h。纳米填料以分散液为载体进行添加后,可以在涂料中形成较好的分散,成膜后陶瓷填料依旧保持纳米尺度,涂层的耐温度冲击性得到了较大提升,在电子束焊接热冲击后,涂层形貌完整。结论无机/有机树脂的合适质量比可以在有效提高涂层防腐性能的同时保持涂层的耐温性,纳米氧化锆以分散液的形式加入,可以提高涂层的耐高温冲击性,该涂层可以用于高强度钢的焊接防护。     

不同比表面积石墨烯对水性环氧富锌防腐蚀涂层性能的影响

通过扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等对不同比表面积的石墨烯进行了表征。通过中性盐雾试验探究石墨烯的比表面积和添加量对水性环氧富锌涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:经过石墨烯改性的防腐蚀涂层,其耐中性盐雾腐蚀性能有显著提升,且随着石墨烯比表面积的增加,涂层的防腐蚀性能先提高后趋于稳定;当比表面积为500m~2/g且添加量为0.7%时,石墨烯改性水性环氧富锌防腐蚀涂层的耐中性盐雾腐蚀时间达到2 000h以上。     

AlMg5及AlMg5-Zr电弧喷涂涂层的组织和性能研究

目的在铝镁涂层中加入微量的Zr元素,对AlMg5及AlMg5-Zr电弧喷涂涂层的组织和性能进行对比研究。方法采用体视显微镜观察涂层的表面形貌,采用拉伸试验机、维氏显微硬度计测量涂层的结合强度及表面硬度。通过海水浸泡试验和中性盐雾试验研究涂层的耐腐蚀性能,采用电位仪测量涂层在海水腐蚀过程中的腐蚀电位,采用SEM观察涂层经中性盐雾腐蚀后的表面微观形貌,采用失重法计算涂层的中性盐雾腐蚀速率。结果微量Zr元素的加入,改善了铝镁涂层的组织结构,降低了涂层的孔隙率。相比于AlMg5涂层,AlMg5-Zr涂层的结合强度及表面硬度分别提高了13.8%和10.8%。海水浸泡腐蚀过程中,AlMg5-Zr涂层的自腐蚀电位表现较正,发生腐蚀较难,浸泡2880 h后,AlMg5-Zr涂层表面失光变色较少。中性盐雾腐蚀过程中,AlMg5-Zr涂层的腐蚀速率较小,腐蚀1920 h后,AlMg5涂层的微观腐蚀痕迹较明显,表面疏松,且出现连续的白色腐蚀产物。结论 Al Mg5-Zr电弧喷涂涂层的组织结构、与基体的结合强度、表面显微硬度及耐腐蚀性能均优于AlMg5涂层。     

含有金属黏结相的热喷涂WC涂层在盐雾中的腐蚀行为

研究黏结相化学成分对涂层材料的耐盐雾腐蚀性能的影响,对采用超音速火焰喷涂制得的WC?17Co和WC?10Co?4Cr涂层进行电化学试验和长时间的盐雾腐蚀实验(浓度为5%的NaCl溶液,温度35°C)。结果表明：WC?10Co?4Cr涂层的耐盐雾腐蚀性能优于WC?17Co涂层。对于WC?17Co涂层,主要腐蚀行为除了粘结金属的腐蚀外还包括WC颗粒与粘结相金属之间发生的微点偶腐蚀;对于WC?10Co?4Cr涂层,形成的氧化物有利于抑制金属相与粘结相的腐蚀。说明金属材料成分是影响超音速火焰喷涂WC基涂层耐盐雾腐蚀性能的重要因素之一。     

ES150型纳米改性有机硅涂料的防护作用及其应用

采用物理混合的方法制备了ES150型纳米改性有机硅涂料,并采用电化学阻抗技术、盐雾腐蚀实验和浸泡实验研究了涂层的防腐蚀性能。结果表明,清漆涂层存在大量的微孔,严重影响涂层的防护性能。纳米改性复合涂层的致密度显著提高,经6000 h盐水浸泡和5000 h中性盐雾腐蚀实验,涂层未出现起泡、剥落等破坏,涂层下的基体镁合金未发生腐蚀。在浸泡过程中涂层的阻抗保持在109Ω·cm2以上,具有优异的耐腐蚀性能。SO2加速腐蚀实验表明,ES150型纳米复合有机硅涂料实现了对飞机零部件在恶劣环境中的有效防护,实际应用效果显著。     

冷喷涂纯铝涂层耐腐蚀性能研究

目的研究冷喷涂纯铝涂层耐中性盐雾腐蚀性能,为冷喷涂技术在海洋大气防腐环境中的应用提供理论依据。方法采用冷喷涂技术在30Cr Mn Si A钢基体上制备纯铝涂层,利用金相组织分析、XRD衍射分析、电化学测试、中性盐雾试验等技术方法,考察冷喷涂涂层试样的耐腐蚀性能及其影响因素。结果冷喷涂涂层十分致密,随着喷涂温度和压力的不断提高,涂层的致密度不断增加,在喷涂温度为500℃、喷涂压力为1.2 MPa、喷涂距离为25 mm及工作气体为氮气的工艺条件下,纯Al涂层的孔隙率为0.5%,涂层中无氧化物存在,能够有效隔绝腐蚀介质和基体,为基体提供物理腐蚀防护。纯Al涂层的腐蚀速率为4.935×10?7 A/cm2,并作为阳极为基体提供电化学腐蚀防护,中性盐雾试验1440 h后无腐蚀。腐蚀形貌分析表明,在表面钝化膜防护及腐蚀产物的封闭作用下,冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,虽然发生一定腐蚀,但腐蚀速率较小,表面质量良好,可以作为长效防腐涂层。结论冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,可以为钢铁材料提供长效效防护。     

湿固化型石墨烯改性重防腐涂料的性能研究

目的 为延长如输电塔架等金属构件的服役期限,制备一种湿固化型石墨烯改性重防腐涂料,并测试表征和分析漆膜的防腐性能和作用机制。方法 以湿气固化型聚氨酯树脂为主要成膜物,铝鳞片代替传统锌粉为主要防腐填料,石墨烯为改性剂搭配形成复合导电填料体系,借助定位排列剂等助剂制备了湿固化型石墨烯改性重防腐涂料。通过沉降测试、结合强度测试、水接触角测试、电化学测试、扫描电镜（SEM）分析、耐中性盐雾实验等手段,对涂层的常规理化性能、防腐蚀性能及微观形貌进行了表征分析,并探讨了石墨烯-铝鳞片复合填料防护体系的防腐蚀作用机理。结果 定位剂有助于提高涂料的分散性和稳定性,经过石墨烯改性后,重防腐涂层的结合强度、耐盐水性、耐候性等常规理化性能明显提升,固含超过70%,达到高固含的环保要求;水接触角增至115°,涂层疏水性有效改善;中性耐盐雾试验进行1000 h时涂层划痕处有明显的腐蚀迹象,但表面未发生起泡、剥落等缺陷,单边扩蚀小于2 mm,石墨烯质量分数为0.8%的涂层性能达到最佳,耐盐雾时间达5000 h以上,此时涂层湿结合强度仍达到8.3 MPa,电化学腐蚀速率仅为0.011 673 mm/a,耐腐蚀性能优异。结论 石墨烯-铝鳞片复合防护体系的力学性能、机械封闭和阴极保护功能优异,属于一种底面合一的涂料,适用于湿热工业-海洋大气环境的腐蚀防护工作。     

海底管线内涂层材料研究

采用附着力、耐磨损、耐盐雾、耐H2S渗透等测试方法,对不同类型的7种涂层材料进行测试分析,确定了整体防腐性能较好的2种防腐涂层材料,这2种涂料有较好的耐H2S和CO2腐蚀性能,可以用作海底管线内涂层材料.确定了海底管线内涂层材料的性能控制指标.     

铜合金表面超音速微粒沉积镍基涂层的耐蚀性能研究

目的研究铜合金表面镍基合金涂层的耐腐蚀性能,解决铜合金表面腐蚀损伤问题。方法采用超音速微粒沉积技术在黄铜表面制备镍基合金涂层,通过电化学方法和中性盐雾实验对黄铜基体及镍基合金涂层的耐腐蚀性能进行测试。结果涂层的腐蚀电流密度较基体降低了34倍。涂层表面生成的连续且致密的氧化膜阻止了腐蚀的进一步发生,在盐雾腐蚀时间进行到500 h时,腐蚀速度接近于零,涂层腐蚀缓慢。结论超音速微粒沉积技术可以制备耐腐蚀性能优异的镍基合金涂层,并且可以显著提高黄铜的基体耐蚀性。     

On Sliding Friction of PEEK Based Composite Coatings

POLYETHERETHERKETONE(PEEK)is a high-temperature thermoplastic and is suited for tribologicalapplications due to its excellent thermal stability andgood wear resistance properties.Solid lubricant asfillers in forms of fibre and powder in PEEK matrix hasbeen reported to reduce the wear rate of PEEK[1-4].In recent years,in order to meet the demand ofengineering and design driven by ecological andeconomical reasons,there have been many researchesdevoted to the preparation of PEEK coa…     

无气喷涂MoS2/Cu/C复合涂层对海上管柱螺纹抗粘扣性能的影响

目的 采用无污染的无气喷涂表面处理工艺,制备MoS₂/Cu/C复合涂层,提高海上管柱螺纹抗粘扣性能。方法 在MoS₂/C涂层中掺杂纳米级Cu粉末,采用无气喷涂+高温固化+喷砂处理工艺,制备MoS₂/Cu/C复合涂层。通过显微组织、硬度测定和摩擦试验,分别评价MoS₂/Cu/C复合涂层的微观组织、显微硬度和摩擦系数,并通过扫描电子显微镜对MoS₂/Cu/C复合涂层进行形貌分析。最后,在实物试样上进行上卸扣试验,测试其抗粘扣性能。结果 无气喷涂+高温固化过程中,半熔融粉末经过多次叠加,沉积形成致密的结构,未见明显孔隙。对MoS₂/Cu/C复合涂层进行喷砂预处理,可明显提高涂层的均匀度,增加涂层的粘结强度。涂层与基体之间呈锯齿形紧密机械结合,喷砂无气喷涂前后,基体硬度未发生改变,未对金属基体造成不利影响。MoS₂/Cu/C复合涂层在螺纹表面结合形成光滑的保护膜,螺纹表面摩擦系数降低,上扣扭矩降低幅度为19%～23%。结论 在Mo S2/C涂...     

等离子体喷涂Sn和ZrO2涂层／U-Nb合金摩擦副的摩擦性能

探讨了用等离子体喷涂方法制备改善与U-Nb合金之间摩擦性能的减摩层的可行性。比较了U-Nb合金在涂层表面滑动时Sn软涂层，Sn／ZrO2双涂层，ZrO2硬涂层和ZrO2中加入Sn的混合涂层的摩擦特性。结果表明，表层为Sn的单涂层和Sn／ZrO2双涂层的摩擦性能相近，Sn单涂层的摩擦系数最低。ZrO2硬涂层一直保持着较高的摩擦系数，在ZrO2中加入Sn后，涂层的摩擦系数没有得到有效改善。用等离子体喷涂方法制备的ZrO2硬涂层不适合作U-Nb合金的减摩层。切削是Sn、Sn／ZrO2、Sn ZrO2、ZrO2的涂层与U-Nb合金之间主要的摩擦机理。     

Corrosion behaviour of AIP NiCoCrAlYSiB coating in salt spray tests

NiCoCrAlYSiB coatings were deposited by arc ion plating (AIP) and annealed/pre-oxidised under various conditions. The corrosion behaviour of as-deposited and annealed/pre-oxidised coatings was studied by salt spray testing in a neutral mist of 5 wt% NaCl at 35 °C for 200 h. The results showed that the as-deposited NiCoCrAlYSiB coating behaved poorly while the annealed and pre-oxidised ones performed much better in salt spray tests. The dense microstructure in annealed coatings and formation of α-Al₂O₃ scales on the surface during pre-oxidation improved the corrosion resistance in salt spray test. The corrosion process was investigated from the aspects of corrosion products, and its electrochemical mechanism was proposed as well.     

Synthesis and performance of plasma-sprayed polymer/steel coating system

Low friction thermally sprayed polymer-steel coatings for high contact pressure rolling/sliding systems were developed using high-energy plasma spraying. Polymers were applied as a thermally sprayed thin film (75–100 μm) over a thicker (250–750 μm) thermally sprayed steel coating. Twin roller rolling/sliding tests were performed at 5 and 35% creep and contact loads of 1700 N on a 5 mm contact face. A lower coefficient of friction (0.10–0.15) with increased durability, compared with that of an AISI 1080 steel thermally sprayed coating (coefficient of friction of 0.46), was observed under these rolling-sliding contact conditions. The polymer’s ability to control friction and wear stems from the mechanical anchoring of the polymer film to the rough surface of the steel coating. The polymer film was characterized by scanning electron microscopy and Fourier transform infrared analysis.     

烧结钕铁硼磁体表面CeO2/硅烷复合涂层的制备及其耐蚀性能

采用浸涂方式在烧结钕铁硼磁体表面制备CeO2/硅烷复合涂层,研究了硅烷水溶液中纳米CeO2颗粒掺杂量对复合涂层性能的影响,通过扫描电镜、能谱分析仪、动电位极化曲线及中性盐雾试验对所制备的CeO2/硅烷复合涂层的形貌、元素分布以及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:纳米CeO2颗粒的添加增强了涂层的硬度,提高了硅烷涂层的屏蔽性能,延长了腐蚀溶液渗入硅烷涂层的腐蚀通道,复合涂层耐中性盐雾试验能力可达24 h。但由于纳米颗粒只是机械的镶嵌到复合涂层中,不会改变硅烷涂层在固化过程中醇基之间脱水缩合反应的本质,在NaCl溶液中,复合涂层依然会形成高低不同的交联密度区,CeO2/硅烷复合涂层失效的主要原因依然是在交联密度低的区域首先水解溶解导致的。     

活塞环表面织构化镀层的摩擦性能研究

目的以缸套/活塞环为试验对象,研究激光织构化与固体润滑镀层的协同减摩作用。方法采用脉冲激光在活塞环表面进行微孔化处理,利用电脉冲沉积法在微孔内制备具有不同MoS_2微粒浓度的Ni-MoS_2复合镀层,通过往复式摩擦试验研究织构化表面沉积固体润滑剂对活塞环-缸套的影响机制。结果镀液中MoS_2微粒浓度对镀层的硬度和摩擦学性能影响较大,相同电流密度下,电镀液中MoS_2微粒的质量浓度为5g/L时的镀层硬度最高,该浓度下Ni-MoS_2复合镀层在干摩擦下具有最佳的摩擦系数和最低的磨损率。织构化复合镀层可以显著改善接触面间的摩擦性能,相比未织构化摩擦配副,摩擦系数降低约0.2,磨损率下降50%。结论干摩擦条件下,表面织构可以有效地储存摩擦副之间的固体润滑剂和磨粒,在接触表面形成连续润滑膜,减少磨粒磨损。     

Sliding wear characteristics of solid lubricant coating on titanium alloy surface modified by laser texturing and ternary hard coatings

Titanium alloys are poor in wear resistance and it is not suitable under sliding conditions even with lubrication because of its severe adhesive wear tendency. The surface modifications through texturing and surface coating were used to enhance the surface properties of the titanium alloy substrate. Hard and wear resistant coatings such as TiAlN and AlCrN were applied over textured titanium alloy surfaces with chromium as interlayer. To improve the friction and wear resisting performance of hard coatings further, solid lubricant, molybdenum disulphide (MoS2), was deposited on dimples made over hard coatings. Unidirectional sliding wear tests were performed with pin on disc contact geometry, to evaluate the tribological performance of coated substrates. The tests were performed under three different normal loads for a period of 40 min at sliding velocity of 2 m/s. The tribological behaviours of multi-layer coatings such as coating structure, friction coefficient and specific wear rate were investigated and analyzed. The lower friction coefficient of approximately 0.1 was found at the early sliding stage, which reduces the material transfer and increases the wear life. Although, the friction coefficient increased to high values after MoS₂ coating was partially removed, substrate was still protected against wear by underlying hard composite layer.     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损行为

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备微米结构WC-10Co4Cr涂层,分别采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和滑动磨损设备分析涂层的微观结构和滑动磨损行为。结果表明:采用液体煤油燃料HVOF喷涂的微米结构WC-10Co4Cr涂层的脱碳程度较低,涂层中仅出现WC和W2C相,而无η相(Co3W3C、Co6W6C)以及软相W。涂层微观结构致密,孔隙率约为1%,平均显微硬度为1 322HV0.3;在相同试验条件下,WC-10Co4Cr涂层的摩擦因数(约0.8)高于不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的摩擦因数(约0.5),其滑动体积损失量仅为不锈钢涂层的1/146,具有优异的抗滑动磨损性能。涂层在滑动磨损过程中首先是粘结相的脱落,然后是WC颗粒的磨损。     

纳米CeO2掺杂对烧结钕铁硼磁体表面Zn-Al涂层性能的影响

采用喷涂工艺在烧结钕铁硼磁体表面制备了不同纳米 CeO₂ 掺杂量的 CeO₂ / Zn-Al 复合涂层。 利用扫描电子显微镜、显微硬度仪、盐雾试验箱和电化学工作站对 CeO₂ / Zn-Al 复合涂层的微观结构、力学性能及耐腐蚀性能进行表征分析。 结果表明:CeO₂ 纳米颗粒较均匀弥散分布于 Zn-Al 涂层中,不仅能够增加 Zn-Al 涂层的硬度,而且可以提高 Zn-Al 涂层的屏蔽性能,CeO₂ / Zn-Al 复合涂层耐中性盐雾试验能力高达 720 h。 添加的 CeO₂ 颗粒能够隔绝 Zn-Al 涂层中的锌铝薄片之间的直接接触,起到绝缘作用,延长了腐蚀介质渗入钕铁硼基体的腐蚀通道。