温度对N80碳钢CO_2腐蚀产物膜性能的影响

用电化学阻抗谱技术研究了不同温度下N80油套管钢在饱和CO2模拟地层水中的腐蚀电化学性能,并观察了腐蚀产物膜的形貌.结果表明,中、低温条件下,温度升高,膜的致密性增加,离子在膜内的扩散过程减弱;当温度达到200℃时,扩散阻抗下降,扩散过程变得相对容易.腐蚀产物膜呈双层结构,其厚度随温度的升高而逐渐减小.去除腐蚀产物膜后的试样表面形貌显示,随着温度的升高,腐蚀坑逐渐变小,直至最后转变为均匀腐蚀;当温度达到200℃时,点蚀坑又变大,表明腐蚀有进一步加剧的迹象.     

机械合金化制备NiAl涂层的研究

采用机械合金化技术,低温下在碳钢表面制备了NiAl涂层。利用XRD、SEM、EDS、显微硬度和电化学腐蚀实验等测试技术分析了不同球磨时间下涂层的组织结构和性能。结果表明,随着球磨时间的增加,涂层厚度增加,涂层组织更加均匀、致密。球磨时间为2h时,涂层厚度达到约120μm,形成了NiAl金属间化合物,涂层的硬度HV0.1显著提高,达到4730MPa,是基体的2倍多。电化学实验结果表明,涂层有效的增强了基体的耐腐蚀性能。     

低温制备镁合金无预处理Ni-P涂层（英文）

在低温下用电化学促进化学镀(EPEP)在AM60B镁合金上制备无预处理Ni-P涂层,并用SEM、AFM、EDS和XRD等技术对涂层进行表征。在阴极电流密度为4m A/cm~2、温度为50°C的条件下获得致密、均匀和中等磷含量的Ni-P涂层,其显微组织为晶态-无定型的混合态。在相同的化学镀条件下,但不施加阴极电流,合金表面形成了岛状的镍团簇镀层。在3.5%NaCl腐蚀电解液中进行电化学检测,发现EPEP镀后镁合金的耐蚀性有了明显提高。显微电镜观察进一步证实了电化学测试的结果,涂层的厚度、显微硬度、孔隙度及粘结强度均合格。     

水热预处理对铝合金表面ZnAl-LDHs涂层防腐蚀性能的影响

目的提高表面ZnAl-LDHs涂层对铝合金的防腐蚀保护性能。方法首先将6061铝合金放入水热反应釜中,加入去离子水,在120℃温度下水热反应30 min。将经过水热预处理的铝合金分别放入50、80℃的0.005 mol/L的Zn(NO3)2溶液中浸泡4 h,在铝合金表面制备出ZnAl-LDHs涂层。利用XRD、SEM、EDS、EIS和极化曲线等技术,分析不同制备条件下,铝合金表面ZnAl-LDHs层的形貌、结构及其对铝合金的防腐蚀保护性能。结果水热预处理后,铝合金表面形成Al(OH)3和AlO(OH)混合层,在其上生长形成的ZnAl-LDHs涂层具有较优的层状结构、较高的结晶度和更加细小致密的纳米片。电化学阻抗和极化曲线的测试结果表明,表面ZnAl-LDHs层可以降低6061铝合金的腐蚀电流密度,提高腐蚀电位和电化学阻抗。水热预处理后的铝合金在80℃溶液中形成的ZnAl-LDHs层,其自腐蚀电流密度(J(corr))仅有0.018μA/cm^2,比未水热处理的铝合金上获得的ZnAl-LDHs层(0.101μA/cm^2)更低,在50℃溶液中形成的ZnAl-LDHs层也观察到相同的现象。结论通过水热预处理可在6061铝合金表面形成Al(OH)3和AlO(OH)混合层,将其作为ZnAl-LDHs层原位生长的前驱体,可以促进ZnAl-LDHs的结晶形核,提高其形核率,使ZnAl-LDHs层的纳米片更细小致密,从而使ZnAl-LDHs层对铝合金具有更好的防腐蚀保护性能。     

电化学阻抗谱评价输电铁塔防护涂层配套性能

研究了用于输电铁塔防护的带锈环氧底漆（A）、水性环氧防锈底漆（B）、氟硅改性丙烯酸面漆（C）、有机硅改性醇酸树脂面漆（D）所组成的4个涂层配套体系的电化学阻抗谱图特征。通过研究涂层电阻、涂层孔隙率和10kHz下的涂层相对介电常数对4种涂料配套体系的防腐蚀性能进行了比较和评价。结果表明,4个配套涂层体系防护性能的优劣顺序...     

TC4钛合金表面沉积TiCN涂层及其耐磨耐腐蚀性能研究

目的提高TC4钛合金的耐磨耐蚀性能。方法采用双阴极等离子溅射沉积技术在TC4合金表面制备了TiCN涂层。通过XRD表征了涂层的物相组成,并通过SEM表征了涂层的微观形貌。利用声发射划痕仪研究了涂层与基体的结合力,摩擦磨损试验机用于研究TiCN涂层的摩擦磨损性能。用电化学工作站在3.5%NaCl溶液中进行电化学实验。结果所沉积涂层均匀致密,无明显缺陷,涂层由外层厚度约为8μm的TiCN沉积层和其下约4μm厚的过渡层组成。TiCN涂层与TC4基体的结合强度比较高,其结合力达到66.4 N。室温条件下法向载荷相同时,TiCN涂层的磨痕宽度远小于TC4钛合金基体的磨痕宽度。TiCN涂层的比磨损率为(1～2)×10-5 mm~3/(N·m),TC4钛合金的比磨损率为(2～4)×10~(-4) mm~3/(N·m),TiCN涂层的比磨损率较TC4钛合金降低了1个数量级以上,并且对载荷的变化不敏感。TiCN涂层与TC4钛合金基体比较,具有更高的自腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度,涂层的腐蚀电流密度为1.57×10-9 A/cm~2,TC4钛合金的腐蚀电流密度为1.35×10-8 A/cm~2,涂层的腐蚀电流密度较钛合金基体小1个数量级。TiCN涂层的EIS阻抗谱容抗弧值也较大。结论双阴极等离子溅射沉积TiCN涂层可以有效提高TC4钛合金的耐磨耐腐蚀性能。     

Mg-Zn-Ca表面微弧氧化涂层的制备及耐蚀性能研究

目的 提高Mg-Zn-Ca的耐腐蚀性能.方法 在Na2HPO4、NaOH和C3H8O3溶液中,采用微弧氧化(MAO)技术在Mg-Zn-Ca表面通过调节电参数中正向占空比的大小(20％、30％和40％)制备耐蚀性能涂层.利用XRD和SEM表征涂层的物相和形貌.采用光学显微镜测量涂层厚度.采用划痕仪测试涂层与基体的结合力.采用电化学工作站测试涂层的耐腐蚀性能.结果 XRD结果表明,涂层物相主要为MgO、Mg3(PO4)2、ZnO和Zn3(PO4)2.随正向占空比的增加,当2θ角为32.4°、37.2°、43.1°、62.8°时,同一物相对应的衍射峰强度越来越低.SEM结果显示,随正占空比的增加,涂层孔径增大,表面颗粒状涂层产物直径变大.正占空比为20％时,涂层的致密性最好.划痕仪测试结果显示,正占空比为20％时,涂层与基体的结合强度最大,为61.70 MPa.涂层厚度测试表明,正占空比为40％时,涂层最厚,为15.89μm.电化学测试结果表明,正占空比为30％时,涂层的阻抗值最大(490.41?),腐蚀电位最高(–1.16 V),腐蚀电流较小(4.9×10–5 A/cm2).Mg-Zn-Ca涂层材料在3.5％的NaCl溶液中的极化形式以电化学极化为主.结论 采用微弧氧化方法在Mg-Zn-Ca表面制备了耐蚀涂层,当电参数中正向占空比由20％增加到30％时,涂层的耐蚀性能提高,但占空比继续增大到40％时会导致涂层孔径和孔隙率过大,材料的耐蚀性能反而降低.     

钻杆用双酚A甲醛酚醛环氧树脂内涂层的失效规律

采用电化学阻抗谱、高温高压釜试验以及断口扫描电镜(SEM)分析技术,研究了双酚A甲醛酚醛环氧树脂管道内涂层在含饱和H2S/CO2的3.5%NaCl(质量分数)水溶液中不同温度下的失效规律。结果表明,在电化学阻抗测试中,随着温度(50℃,70℃,90℃)的升高,涂层失效减缓;在高温高压釜16h试验后,涂层表观正常(未出现起泡、开裂、表面颜色无明显变化)、附着力良好;结合端口扫描电镜(SEM)技术,进一步证明温度升高会导致涂层在含H2S/CO2的3.5%NaCl溶液中失效减缓。     

切削刀具表面涂层及耐磨性能研究

采用磁控溅射的方法,在通用高速钢切削刀具W6Mo5Cr4V2基材上制备了CrAlTiN涂层,研究了不同氧化温度下涂层的表面形貌、摩擦系数、硬度、结合力和抗摩擦磨损性能。结果表明,切削刀具表面CrAlTiN涂层的组织均匀致密,没有发现明显气孔或者裂纹缺陷的存在,CrAlTiN涂层厚度约为2.4μm,涂层与基体界面结合良好;随着氧化温度的升高,涂层的磨损率逐渐升高,在氧化温度为400℃以下时涂层的磨损率变化并不明显,而在氧化温度高于400℃时涂层的磨损率增加幅度较大;CrAlTiN涂层适宜的使用温度为700℃以下,此时的涂层具有良好的抗热摩擦磨损性能。     

表面涂层对毫米波频段反射面天线电性能的影响

目的确定反射面天线表面涂层参数,并验证表面涂层参数对毫米波频段反射面天线电性能的影响。方法采用金属导电率、金属层厚度、二氧化硅层厚度等参数,通过电磁软件仿真、涂层试片加工、电性能实测等方法对反射面电性能开展研究。首先对各种反射面表面涂层材料的参数及反射率的计算公式进行定性分析,再采用全波电磁仿真软件HFSS对不同表面涂层参数下的电性能开展电磁仿真,比较均匀平面波激励无限大平面的反射率参数性能。在确定涂层参数的基础上,加工试验样片,采用接收机等效噪声温度测量法,在54 GHz和183 GHz频段完成对涂层试片的电性能测试。结果在理论分析、仿真计算取得一致的结果下,获取了天线反射面表面金属层厚度与反射率的关系,结合工程实际加工经验,确定了反射面金属层的建议厚度为1～2μm。确定了金属层表面涂覆二氧化硅层在厚度小于2μm的情况,对反射面天线电性能影响可忽略。获取了相同厚度的不同种类金属对反射面电性能的影响。结论在理论分析与仿真分析结论的指导下,完成了1.8μm铝+0.1μm SiO2试验样片的加工及反射率实测,实测结果与仿真结论一致。     

Zn粉含量及表面沾污对环氧富Zn漆电化学行为的影响

采用腐蚀电位、电化学阻抗谱(EIS)评价了Zn粉含量以及涂层／基体界面污染程度对环氧富Zn涂层的防腐蚀性能的影响并探索了富Zn涂层的失效机制。实验结果表明，当涂层中Zn含量较少时，Zn粉没有有效的阻挡作用。通过对可能的阻抗模型的分析，认为富Zn涂层的电化学阻抗谱的低频段是由Zn^2 从金属表面穿过腐蚀产物的扩散控制。涂层／基体界面污染不仅影响了环氧富Zn涂层的防腐蚀性能的发挥，也加速了钢铁基体的腐蚀。     

石墨表面化学气相沉积SiC及C涂层的制备

以C3H8和CH3SiCl3（MTS）为先驱体原料,用化学气相沉积法在石墨基体表面分别制备了C涂层、SiC涂层。采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了两种涂层的成分和表面微观形貌,研究了温度和气体流量对涂层微观形貌的影响。结果表明,当C3H8＋N2流量为140 L/h,沉积温度为1300℃时,石墨基体表面可获得致密度较高的C涂层,而且涂层比较平整、均匀,而流量为160 L/h时涂层比较粗糙。当MTS＋H2流量为60 L/h、沉积温度1100℃时在石墨基体表面可以形成致密的SiC涂层,1300℃时生长的SiC晶体形貌发生改变,涂层厚度增加,表面有较多圆形凸起。当MTS-H2气体流量增大可使SiC涂层晶粒尺寸增大,但大流量易产生涂层剥落。采用C和SiC共沉积涂层作过渡层,涂层与石墨基体界面结合增强;SiC涂层与石墨基体之间存在厚度较大的过渡区域,过渡区域平均厚度约2μm。     

电镀-高温氧化制备Cr2O3阻氚涂层

采用电镀-高温氧化技术在321不锈钢基材表面制备出了Cr_2O_3涂层,研究了氧化时间及氧化温度对涂层组织结构和表面形貌的影响。利用XRD、SEM、EDS等分析测试手段对涂层的组织结构、元素分布及形貌进行了表征,并对涂层的抗腐蚀性能和阻氢性能进行了测试。结果表明,电流密度为0.3A/cm~2、氧化温度为700℃、氧化时间为4h下获得的Cr_2O_3涂层,晶粒尺寸均匀,约为1μm,晶粒之间结合紧密,孔隙少;Cr_2O_3涂层与基材之间存在Cr-O的过渡层,使Cr_2O_3涂层与基材结合紧密,界面处无空洞、裂纹等缺陷;且该涂层具有良好的抗腐蚀性能(自腐蚀电流密度仅为0.98×10~(-4)μA/cm~2)和抗热冲击性能(300次),阻氢渗透性能比基材提高了10.5倍。     

前处理方式对6016铝合金表面电泳复合涂层性能的影响

前处理+电泳处理是汽车用铝合金常用的表面处理方式,磷化处理与锆化处理是常用的前处理方式。系统对比分析了6016铝合金表面磷化+电泳复合涂层与锆化+电泳复合涂层的形貌、结构、附着力、硬度、杯突性能、耐冲击性能、电化学性能、耐丝状腐蚀性能等。结果表明：锆化处理膜层厚度在50 nm左右,磷化处理膜层厚度为2μm～3μm。锆化+电泳与磷化+电泳两种复合涂层的力学性能相当。电化学测试结果表明,锆化膜具有比磷化膜更优异的耐蚀性能,锆化处理更有益于提高6016铝合金耐丝状腐蚀性能。     

添加纳米锌粉环痒涂层腐蚀电化学行为

用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了添加不同质量 百分比浓度的纳米锌粉环氧涂层的腐蚀电化学行为，并与环氧清漆(不含颜料)涂层的腐蚀电化学行为进行对比.结果表明，添加不同质量百分比浓度纳米锌粉环氧涂层与环氧清漆涂层具有不同的电化学阻抗谱特征.纳米锌粉的添加量对涂层的防护性能有显著影响，添加不同质量百分比浓度纳米锌粉环氧涂层防腐蚀性能的优劣顺序为：环氧清漆涂层>20mass%>10mass%>2mass%纳米锌环氧涂层.添加纳米锌粉对环氧涂层的防护性能有2方面的影响：一方面使涂层中的微观缺陷大大增多，涂层的防护性能降低；另一方面，由于锌粉的腐蚀产物可将涂层中部分缺陷堵塞，从而对涂层的防护性能有提高作用.由于在所研究的质量百分比浓度范围内(2mass%～20mass%)，前者起了主导作用，所以综合作用的结果是使涂层的防护性能变差.  s.     

温度对N80和KO80SS钢在饱和CO_2地层水中电化学腐蚀的影响

利用极化曲线和电化学阻抗谱研究温度对N80和K080SS钢在饱和CO2地层水中电化学腐蚀阴阳极过程的影响.结果表明:N80钢和KO80SS钢随成膜温度的升高,腐蚀加剧,腐蚀电位下的电极反应速度分别由阳极和阴极控制.在30℃条件下N80钢的阳极交流阻抗谱显示活化区与腐蚀产物膜覆盖区并存,基体处于腐蚀状态;温度达到60和90℃时.N80钢腐蚀产物膜基本完全覆盖基体表面,KO80SS钢生成的腐蚀产物膜完整均匀;两种钢的阳极腐蚀均受活化控制.两种钢的阴极腐蚀反应均同时受扩散和活化控制,阴极反应以H2CO3、HCO-3的还原为主,H+的还原占从属地位.     

化学镀镍对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响

本文对气态粉化后A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06进行化学镀不同厚度Ni包覆处理.通过SEM观察,结果表明,包覆处理后镀层镍为球形颗粒且均匀弥散于合金表面.电化学测试结果表明,表面包覆镍处理的A2B7型合金电极放电容量有所降低,而循环稳定性有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,表面包覆Ni处理后增大了合金电极的交换电流密度(I0),减小了电化学阻抗,改善了合金电极的动力学性能.     

Mo_2C改性涂层制备温度对C/C-Cu复合材料组织和性能的影响

以仲钼酸铵为反应物,采用熔盐法在低密度C/C复合材料孔隙表面制备Mo2C涂层,改善Cu与C/C坯体的润湿性,然后通过无压熔渗Cu制备C/C-Cu复合材料,研究了Mo2C改性层制备温度对Mo2C涂层和C/C-Cu复合材料组织结构及性能的影响。结果表明:Mo2C涂层在坯体内部孔隙表面分布均匀,且与炭基体和Cu均有良好的界面结合。在950~1150℃范围内,随涂层反应温度的提高,Mo2C层厚度由2.0μm逐渐增大到6.5μm,C/C-Cu复合材料的密度逐渐增大,电阻率逐渐降低;抗弯强度呈现先增大后减小趋势,在涂层反应温度为1000℃时呈现最大值251.83 MPa。复合材料的摩擦因数均随磨损时间延长先增大后减小并趋于稳定。随着Mo2C涂层制备温度的提高,复合材料的摩擦因数逐渐增大,体积磨损率先减小后增加,在Mo2C涂层反应温度为1000℃时,复合材料的磨损率最低。     

电火花沉积FeCoCrNiCu高熵合金涂层的组织结构与耐蚀性

目的 通过在45Mn2钢表面进行电火花沉积FeCoCrNiCu高熵合金涂层,改变其表面性能。方法 采用真空吸铸法制备直径为3 mm的FeCoCrNiCu高熵合金电极,采用电火花沉积技术,在45Mn2钢表面制备高熵合金沉积层。通过X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）等分析研究沉积层的相组成、表面形貌、表面粗糙度和显微组织。通过三电极体系对涂层进行极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）测试,分析其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果 制备的FeCoCrNiCu涂层连续、均匀,具有简单的FCC结构,表面呈银灰色橘皮状,厚度约为25 μm。涂层表面凸凹不平,为典型的“溅射状”花样形貌,表面粗糙度均方根偏差Rq约为4 μm。极化曲线表明,高熵沉积层自腐蚀电位为-0.548 V,较45Mn2基材正移约180 mV,腐蚀电流密度为1.59 μA/cm2,约为基材的1/6。电化学阻抗谱EIS测试结果显示,FeCoCrNiCu高熵合金沉积层较45Mn2基材具有更大的容抗弧半径和极化电阻,其模拟电路可以用R(Q(R(QR)))表示。结论 电火花沉积技术是一种极具发展潜力的高熵合金涂层制备技术,制备的FeCoCrNiCu高熵合金涂层可有效提高基材的耐蚀性能。     

表面渗硼对新型β-钛合金耐腐蚀性能的影响

目的通过制备渗硼涂层,提高新型β-钛合金的耐腐蚀性能。方法采用固体粉末包埋法,在空气及氮气气氛中,选取不同的渗硼温度,在Ti-33Nb-4Sn(简称334钛合金)表面渗硼。对比分析涂层的表面、断面形貌,总结渗硼涂层的生长规律。利用电化学测试方法,测定334钛合金制备渗硼涂层前后,在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀性能。结果在不同的制备条件下,都能在新型β-钛合金表面形成一层致密、连续的渗硼层。该涂层为双层结构,由致密的外涂层和针须状的过渡层组成。在相同气氛下制备的涂层,随着渗硼温度的升高,致密外涂层厚度增加。在氮气气氛下制备的涂层致密外涂层的厚度,大于同温度下在空气中制备的涂层。基体经过不同条件渗硼处理后,开路电位都明显提高。334钛合金基体的自腐蚀电位为0.6692 V,腐蚀电流密度为2.356μA/cm^2。在空气中经过900、950、1000℃温度渗硼后,自腐蚀电位分别为1.0993、0.7221、0.7639 V,腐蚀电流密度分别为3.377、2.274、1.584μA/cm^2。在氮气中经过900、950、1000℃温度渗硼后,自腐蚀电位分别为0.8617、0.6804、0.8143 V,腐蚀电流密度分别为1.358、1.445、1.525μA/cm^2。结论渗硼涂层可提高334钛合金的耐腐蚀性能,氮气气氛下制备涂层的耐腐蚀性能明显优于空气气氛。