不同工艺下镁合金MAO/GO/SA复合涂层的耐蚀性

为提高AZ91D镁合金基体的耐蚀性，采用微弧氧化、电沉积和自组装工艺在AZ91D镁合金表面制备了微弧氧化/氧化石墨烯/硬脂酸(MAO/GO/SA)复合涂层。通过SEM对复合涂层的微观组织结构进行了分析，利用电化学阻抗谱、极化曲线测试了复合涂层的耐蚀性能。结果表明，最佳电沉积电压为4 V,此时，MAO/GO复合涂层的电荷转移电阻(R_ct)为4.41×10⁵Ω·cm²,腐蚀电流密度(J_corr)为3.88×10^-7 A/cm²。醇水比为7∶3时，MAO/GO/SA复合涂层的R_ct值为3.07×10⁶Ω·cm²,J_corr为3.02×10^-8 A/cm²,达到超疏水状态，涂层耐蚀性最好。     

复合填料对提高环氧涂层耐腐蚀性能研究

通过向环氧涂层中添加适量的氧化石墨烯-氟代聚苯胺(GO-PFAN)复合填料，有效提高了环氧涂层在N80钢的耐腐蚀性能，同时考察了复合填料加量对环氧涂层防腐性能的影响。实验结果表明，氧化石墨烯-氟代聚苯胺/环氧复合涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡60天后仍具有较高的阻抗值，其中复合填料添加量为2 wt%的环氧涂层的阻抗值最高，为5.67×10¹⁰Ω·cm²，说明添加了复合填料的环氧涂层具有优异的防腐性能。     

环氧涂层在低温、紫外环境下的失效行为对比研究

目的 研究环氧富锌涂层(EP-Zinc)、环氧耐磨快干涂层(EP-WR)在紫外和低温2种环境下的失效行为和机理。方法 以Q235钢为金属基底，分别用喷枪喷涂涂层在基体表面，将喷涂好的上述2种涂层材料放入干燥箱(60℃)中保持1 d，然后将涂层放在室温条件下6 d，以确保涂层内部的有机溶剂完全挥发。在紫外线(UV)辐射和低温2种实验环境下，通过电化学阻抗测试、红外光谱测试、表面表征(扫描电镜)、附着力测试等方法研究环氧涂层的失效行为及机理。结果 2种涂层在紫外和低温环境下的防护功能均有所下降。在紫外环境下，EP-Zinc和EP-WR涂层的|Z|0.01 Hz分别降至10⁶?·cm2和10⁷?·cm²。在低温环境下，2种涂层的|Z|0.01 Hz均剧烈降至10⁶?·cm²和10⁵?·cm²。在低温环境下，环氧涂层主要因其热膨胀系数与金属基体存在较大差异，导致涂层与基体的体积变化出现差异，产生应力，从而失效。紫外环境改变了涂层表面的化学结构...     

液膜厚度对固态超滑表面在薄液膜下腐蚀行为的影响

利用电沉积法在低碳钢表面上构建了多孔微纳结构并灌注润滑剂制备出一种稳定的固态超滑表面(SSS)。采用电化学测试，扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段研究不同液膜厚度(500,250,100和50μm)下SSS腐蚀防护行为及腐蚀后的微观结构变化规律。结果表明：在薄液膜腐蚀初期，随着薄液膜厚度的降低，SSS的腐蚀行为呈现较小差异，在100μm厚度时SSS具有最大的阻抗，浸泡1 d后极限扩散电流密度为4.899×10^-6 A·cm^-2 (在-1.4 V电位下)，拟合后的阻抗值达到1.54×10⁵Ω·cm²；即使浸泡7 d后仍具有6.98×10⁴Ω·cm²的阻抗值，并难以检测到腐蚀产物的生成，表现出优异的稳定性和耐蚀性。     

采用荧光纳米填料改性环氧涂层实现缺陷可视化

通过水热法制备了8-羟基喹啉锌(ZnQ₂)荧光耐蚀双功能纳米填料,并添加到环氧树脂中制备荧光指示底漆;以单宁酸修饰的碳纳米管(TA-CNTs)作为填料制备高阻隔性环氧面漆,最终合成具有荧光缺陷指示与高耐蚀的双功能涂层。利用SEM、FT-IR、XRD、荧光光谱等验证了荧光纳米材料的成功合成;通过电化学测试和盐雾实验对该复合涂层的耐蚀性进行了评价,并通过荧光显微镜对复合改性涂层的缺陷指示功能进行了验证。结果表明：合成的ZnQ₂纳米填料具有优异的荧光指示和缓蚀作用,复合涂层经30 d的中性盐雾实验后,其低频阻抗|Z|_{0.01 Hz}仍保持在2.95×10⁹Ω·cm²,表现出了优异的耐蚀性。当复合涂层发生机械损伤时,涂层破损处在365 nm紫外照射下可发生强烈荧光。且经过盐雾实验10 d后,涂层缺陷处的荧光依旧保持良好,表明该荧光涂层有利于对涂层缺陷的快速诊断和维修指示。     

化学镀Pt对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响

目的 改善多弧离子镀NiCoCrAlY涂层的抗高温氧化性能,探究化学镀Pt对NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响。方法 采用多弧离子镀(M-AIP)技术在第二代镍基单晶高温合金上沉积NiCoCrAlY涂层,然后通过化学镀技术在其表面制备厚度约0.5μm的Pt镀层,经真空退火处理后获得Pt改性的NiCoCrAlY涂层。通过1 050℃恒温氧化和循环氧化试验测试涂层的高温氧化性能,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射以及电子探针等手段对涂层物相及元素分布进行分析。结果 经化学镀Pt改性后,NiCoCrAlY涂层恒温氧化20 h的氧化增重由0.78 mg/cm²减小至0.47 mg/cm²,氧化速率常数由6.32×10^-12g²/(cm⁴·s)降低为2.16×10^-12g²/(cm⁴·s);而循环氧化300次的氧化增重由1.52 mg/cm²减小至1.05 mg/cm²,氧化...     

稳定超疏水镍基涂层的制备及其耐蚀性

目的 在金属表面制备稳定的超疏水镍基涂层,以提升金属的耐蚀性。方法 通过电沉积方法先后在金属表面获得具有微纳结构的多孔镀镍层和聚硅氧烷层。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测定仪、电化学工作站等对涂层的形貌、成分、疏水性和耐蚀性进行表征。结果 乙二醇的添加能够促进电镀镍时阴极氢气的析出,当乙二醇的添加量为50.0～100.0mg/dm³时,形成了均匀相互连接的多孔镍镀层;在水解后的硅氧烷溶液中、-1.5 V电压下沉积3.0 min,可形成具有自清洁性能的超疏水膜层,其表面水接触角达到(159±1)°。在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中,涂层的腐蚀电流密度约为3.6×10^-8A/cm²,与未修饰的镍镀层相比降低了3个数量级;低频阻抗模值|Z|0.01Hz为2.0×10⁶Ω·cm²,与未修饰的镍镀层相比,提升了3个数量级;在磨损实验后,涂层的微纳米结构依旧存在,保持着超疏水能力,其腐蚀电流密度和|Z|0.01 Hz分别为5.3×10...     

典型防护涂层体系在南极大气环境中的失效行为研究

目的 研究南极多种特殊环境因素对典型有机涂层失效产生的具体作用。方法 以在南极中山站现场暴露1 a的环氧树脂类、聚氨酯类涂层体系为研究对象,通过光泽度测试、色差测试、附着力测试、SEM、EIS、FTIR等方法系统地研究涂层的失效行为,以及中山站环境因素的作用机制。结果 在环氧树脂类涂层表面有肉眼可见的剥落、起泡、微裂纹和坑状损伤,表现出比聚氨酯类涂层更加明显的失光、色差、附着力损失、化学结构变化等;电化学测试结果表明,6种涂层的无划叉试样在暴露1 a后防护性能均有所下降,其低频阻抗模值(|Z|_0.01Hz)下降了约1个数量级。其中,环氧树脂类涂层的划叉试样表现出更差的防护性能,其|Z|_0.01Hz最大下降了5个数量级,最低达到4.02×10⁴?·cm²,同时聚氨酯类涂层的|Z|0.01 Hz仍保持在10¹¹?·cm²左右。红外测试结果表明,环氧类涂层的部分官能团发生了水解反应,而聚氨酯类涂层没有发生明显的化学结构变化。此外,环氧涂层的附着力损失率较高,最高...     

多壁碳纳米管含量对无铬锌铝涂层耐蚀性能的影响

针对无铬锌铝涂层耐蚀性不足的问题,通过超声波分散的方法制备了不同多壁碳纳米管(MWCNTs)含量的无铬锌铝涂层,研究了MWCNTs含量对无铬锌铝涂层宏观及微观形貌、成分、结合力及耐蚀性能的影响。结果表明:添加MWCNTs质量分数为0%～0.7%时,所有涂层外观均完整平滑,连续致密。MWCNTs含量为0.3%时,在涂层中分散良好,涂层结合力最佳,耐Na Cl溶液腐蚀性能最好,且可以为基体提供良好的阴极保护作用,其自腐蚀电流密度仅为2.019×10^-5A/cm²,阻抗模量较未加MWCNTs的涂层大一个数量级。此外,对MWCNTs影响涂层耐蚀性的机理也进行了分析。     

海洋大气环境下玻璃鳞片/环氧复合涂层制备及其耐蚀性评价

针对海洋大气环境下普通碳钢用复合环氧防护涂层进行制备与耐蚀性研究。通过硅烷偶联剂对玻璃鳞片改性,将改性后的玻璃鳞片加入到环氧树脂中制备玻璃鳞片/环氧涂层。通过傅里叶红外光谱仪分析玻璃鳞片结构,利用电化学阻抗谱对比研究涂层耐蚀性,并通过中性盐雾实验评判海洋环境下涂层保护性能。实验结果表明,利用增加羟基配对位的方法可成功对玻璃鳞片表面改性,且玻璃鳞片对溶液中腐蚀性介质有良好的屏蔽作用,显著提高了环氧涂层的耐腐蚀性能。30%(质量分数)玻璃鳞片改性环氧涂层浸泡648 h后阻抗模值|Z|在10~(7.6)Ω·cm~2以上,远高于普通环氧涂层阻抗。计算得到30%玻璃鳞片改性涂层中水分子的扩散系数D为2.07×10~(-11)cm~2/s,远小于普通环氧涂层的扩散系数1.9×10~(-9)cm~2/s。     

海洋环境中芽孢杆菌对聚氨酯清漆涂层分解的影响

采用电化学技术、扫描电镜和红外光谱等多种方法研究了海洋环境中芽孢杆菌对聚氨酯清漆涂层分解作用以及对腐蚀行为的影响.结果 表明,在浸泡时间为1h时,芽孢杆菌并没有对聚氨酯清漆涂层产生明显的降解作用.随着浸泡时间的延长,在含有芽孢杆菌的海水中的涂层耐蚀性明显小于在无菌海水中涂层的耐蚀性,表明芽孢杆菌能导致涂层的降解.浸泡初...     

碳钢超声磷化及在模拟干热岩地热水中的耐蚀性能

采用环境友好的硫酸羟胺为主要促进剂,避免使用强氧化性物质,并以超声处理来改进磷化工艺。通过动电位极化曲线方法研究了超声、促进剂、pH值和磷化时间对磷化膜耐蚀性能的影响。结果表明,超声处理能够细化磷化颗粒,提高其耐蚀性能。pH值和磷化时间显著影响磷化膜的耐蚀性,需保持在较优的范围。采用电化学阻抗谱研究了优化工艺得到的磷化膜在模拟干热岩地热水中的耐蚀性,发现其电荷转移电阻由碳钢的1.44×10³ Ωcm²增加到3.39×10⁶ Ωcm²。     

Al含量对TiAlN涂层结构及性能的影响

目的 系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响.方法 利用阴极弧蒸发技术,采用Ti、Ti50Al50、Ti40Al60和Ti33Al67靶材制备出4种Ti1–xAlxN涂层.分别利用能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、热重分...     

热处理对高速激光熔覆不锈钢熔覆层组织性能的影响

通过高速激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了不锈钢熔覆层,并对熔覆层进行了热处理。对熔覆层热处理前后的组织形貌与结构进行表征,并对熔覆层的显微硬度、摩擦磨损性能、冲击性能以及耐蚀性进行试验与分析。研究表明,熔覆层主要存在BCC相组成的α-(Fe, Cr),M₇C₃、M₂₃C₆碳化物以及Cr₃Si强化相;经过热处理后,熔覆层晶粒得到显著细化且分布更加均匀。热处理后熔覆层的硬度较未热处理时提高不明显,但硬度分布更为平缓,平均硬度达到446 HV0.2;磨损率下降1.7×10^-5 mm³·(N·m)^-1,冲击性能提高28.6%,自腐蚀电流密度仅为热处理前的9.19%。     

脉冲频率对Fe-Ni-Cr合金镀层成分及耐蚀性的影响

利用改变脉冲频率,采用脉冲电镀法在黄铜片基体上制备出纳米晶Fe-Ni-Cr合金镀层。采用SEM和EDS对镀层的表面形貌和成分进行表征,采用XRD对镀层的结构进行表征,采用电化学工作站对镀层的极化曲线和电化学阻抗进行表征。结果表明：当脉冲频率为5000 Hz时,镀层的表面较为平整,成分稳定,晶粒尺寸约为12 nm,镀层在3.5%NaCl溶液的自腐蚀电位约为-200 mV,自腐蚀电流密度约为0.12 μA/cm²,电荷转移电阻约为2500 Ω/cm²。频率的改变能引起镀层晶粒尺寸的改变,合适的频率有利于合金的形核,显著改善了镀层的耐蚀性能。     

Development of Nano-tetragonal Zirconia-Incorporated Ni–P Coatings for High Corrosion Resistance

Pure tetragonal 10-20-nm-size zirconia-based Ni-P composite coating was developed. The physicochemical and electrochemical characteristics including corrosion resistance of the coating were investigated. The Ni-P-nano-tetragonal zirconia coating was partially crystalline having face-centered cubic phase. The coating had very high corrosion resistance due to its dense compact morphology and low surface roughness. The Ni-P-nano-tetragonal zirconia coatings exhibited a cathodic shift of open-circuit potential(OCP) in the range from-0.340 to-0.520 V. A high polarization resistance of the order of 13.2 kΩ/cm~2 and low corrosion current density of 3.9 μA/cm~2 were achieved due to the effective incorporation of zirconia into the coating.     

AZ31镁合金Ni-P/NiO耐腐蚀超疏水表面的制备及其性能研究

通过化学镀镍、水热法和浸泡法在AZ31镁合金上制备出Ni-P/NiO超疏水表面。首先通过化学镀镍的方法,在镁合金表面形成了一个Ni-P隔离层,有效地阻止外界与镁合金基底的接触,然后在Ni-P之上构筑NiO粗糙结构并对其表面进行疏水修饰,进一步对镁合金基底进行保护。通过电化学阻抗分析得出,其阻抗模值可达1×10⁸ Ω·cm²,比未经处理的镁合金高出6个数量级,腐蚀电流密度降低到0.587 μA·cm^-2,表明制备出的Ni-P/NiO超疏水表面具有优良的耐腐蚀性能。     

Effect of Sn ion implantation on electrochemical behavior of zircaloy-4

In order to study the effect of tin ion implantation on the aqueous corrosion behavior of zircaloy-4, specimens were implanted by tin ions with a dose range from 1×10¹⁶ to 5×10¹⁷ ions/cm² at an extracted voltage of 40 kV. The valence and element penetration distribution of the surface layer were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and auger electron spectroscopy (AES), respectively. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were used to examine the micro-morphology and microstructure of tin-implanted samples. When the dose is 5×10¹⁶ ions/cm² or higher, a large number of small tin balls are produced in the implanted surface. The potentiodynamic polarization measurement was employed to evaluate the aqueous corrosion resistance of zircaloy-4 in a 0.5 M H₂SO₄ solution. It was found that a significant improvement was achieved in the aqueous corrosion behavior of zircaloy-4 implanted with tin when the dose is 1×10¹⁶ ions/cm². When the dose is higher than 1×10¹⁶ ions/cm², the corrosion resistance of zircaloy-4 implanted with tin ions decreased compared with that of the as-received zircaloy-4. Finally, the mechanism of the corrosion behavior of the tin-implanted zircaloy-4 is discussed.     

氮化硅掺杂环氧树脂复合涂层的制备及耐腐蚀性能研究

目的将氮化硅作为填料加入环氧树脂,提高碳钢Q235有机涂层的耐腐蚀性能。方法利用球磨法将氮化硅填料均匀分散在环氧树脂中,探究了不同氮化硅含量涂层对Q235碳钢基体的保护,利用电化学阻抗谱(EIS)、吸水率实验、附着力实验及盐雾实验表征不同氮化硅含量涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果添加氮化硅后,涂层的低频阻抗模值及干湿态附着力均有不同程度提高。同时,氮化硅的加入降低了涂层的吸水率,增加了涂层的耐盐雾时间。浸泡初期(0.5 h),环氧树脂涂层(不含氮化硅)的低频阻抗模值为7.7×10~8?·cm~2,添加氮化硅的涂层的低频阻抗模值均增加了两个数量级,氮化硅含量为5%涂层的低频阻抗模值最大,为8.6×10~(10)?·cm~2。随着浸泡时间的增加,不同氮化硅含量的涂层低频阻抗模值均有不同程度的降低。其中,氮化硅含量(占环氧树脂质量的百分比,后文同)为5%的涂层的低频阻抗模值降低程度最小。浸泡2400 h之后,氮化硅含量为5%的涂层的低频阻抗模值最高,仍然能够达到3.3×10~8?·cm~2。结论氮化硅填料的加入提高了涂层的耐腐蚀性能,一定程度上可以保护金属基体免受腐蚀破坏。并且,当氮化硅含量为5%时,涂层的耐腐蚀性能最好。     

固溶处理温度对Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了热轧态、850、950和1 050 ℃固溶处理Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢的微观组织。通过测试固溶处理试样的极化曲线和阻抗曲线,以及观察试样在3.5%NaCl溶液中腐蚀后的表面状态,分析其耐蚀性。结果表明,试样经850 ℃固溶处理后的组织为铁素体+κ碳化物;950 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体+少量κ碳化物;1050 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体。随固溶处理温度的升高,试样中κ碳化物逐渐粗化直至全部溶解,950 ℃时发生奥氏体转变且晶粒有所增大,但1050 ℃时奥氏体的含量却略有降低。950 ℃固溶处理试样在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性最佳,其自腐蚀电流密度为3.102×10^-6 A/cm²,钝化膜的电阻R_p值为3944 Ω。经过240 h腐蚀浸泡后,950 ℃固溶处理试样的腐蚀速率最低,这主要是由于其组织中奥氏体含量相对较高、铁素体和κ碳化物含量相对较低以及铁素体中Al元素含量较高所致。