有机涂层防护性能与失效评价研究进展

简要综述了近年来评价有机涂层防护与失效的宏观与微观电化学方法。介绍了直流电化学极化、电化学阻抗谱(EIS)、电化学噪声(ENM)等宏观电化学测试方法,此类方法主要反映涂装材料的整体防护特性和老化失效规律;而微区电化学测量方法,如局部电化学阻抗(LEIS)、扫描开尔文探针(SKP)、扫描振动电极(SVET)、扫描电化学显微镜(SECM)和原子力显微镜(AFM)等,主要用于涂层局部或微缺陷的检测,以及界面层物理化学变化规律的研究。简述了应用这些方法所取得的成果,对进一步研究涂层失效具有一定指导意义。     

电化学阻抗谱方法研究评价有机涂层

介绍了研究涂层性能的电化学阻抗谱（ＥＩＳ）实验方法以及该方法的在研究,评价有机涂层方面的应用。由于涂层的种类很多,每种涂层的防护机制各不相同,其ＥＩＳ的数学物理模型也各不相同,本文共建立了６种模型（等效电路）来分别处理不同有涂层体系的电化学阻抗谱,介绍了ＥＩＳ数据处理的快速方法－特殊频率法。     

用EIS快速评估有机涂层防护性能的方法

无须对电化学阻抗谱的数据进行精确分析,只要对高分子涂层涂覆钢的阻抗的某些特征值进行分析,就可以快速评估涂层的性能,结果表明,特征频率ｆｂ、最大相位角处的频率ｆθｍａｘ、相位角最小值Φｍｉｎ及其所对应的频率ｆｍｉｎ都能方便、快速地评估涂层的防护性能。     

锌粉颜料尺寸对有机富锌涂层电化学行为的影响

利用电化学阻抗谱(EIS)技术，研究了锌粉颜料平均粒度分别为7μm、3．5μm和500nm的有机富锌涂层的电化学行为．研究表明，在阴极保护阶段，含有纳米尺度锌粉颜料的富锌涂层可对基底钢材提供更有效的电流保护，但锌粉颜料尺寸对富锌涂层阴极保护作用时间的长短没有显著影响；在阻挡保护阶段，含有纳米尺度锌粉颜料的富锌涂层中，锌粉的腐蚀速率较低。涂层具有较大的涂层电阻和较小的涂层电容，发展为具有较强阻挡保护作用的涂层．     

高温防护涂层研究进展

简要介绍了高温防护涂层的发展进程,特别关注航空航天领域中几种常用的高温涂层,包括扩散涂层、MCrAlY包覆涂层和热障涂层;介绍了新概念涂层和玻璃基复合涂层等特色高温防护涂层;综述了国内外关于包括抗氧化或耐腐蚀涂层、热障涂层和扩散阻挡层等高温涂层的最新研究进展;还讨论了高温涂层未来的发展。     

航空发动机冲蚀损伤及防护涂层研究进展

航空发动机高速发展,其服役工况日渐严苛。飞机在高低空飞行、起飞和降落过程中,空气中的沙粒、火山灰、雨水和冰晶等在高速气流作用下不可避免地被吸入发动机内,与燃烧室等热端部件工作过程中产生的高温多相冲蚀流体共同作用,造成各类冲蚀损伤并严重影响航空发动机服役期间的安全性。开发有效的航空发动机冲蚀防护技术及高性能冲蚀防护涂层已成为航空发动机安全服役的必要保障,但目前系统介绍航空发动机冷热端部件冲蚀损伤形式的文献极少。针对航空发动机服役环境下冷热端部件的主要冲蚀形式及产生原因进行归纳,分析航空发动机服役工况特点与冲蚀破坏机理。对航空发动机用抗冲蚀涂层体系进行归类,并对其研究进展及性能进行阐述,归纳航空发动机冲蚀防护领域的测试方法和国内外各学术团队的探索性研究。总结当前研究成果并作以展望,为航空发动机冲蚀损伤的研究和新型防护涂层的设计提供参考。     

评价有机涂层防护性能的EIS数据处理

根据在有机涂层性能评价的EIS测量中得到的各种谱图,结合涂层体系的实际情况,提出了6种等效电路作为EIS数据处理的物理模型.发展了EIS非线性最小二乘法拟合的计算机软件,讨论了数据处理的原理与方法     

铝合金防护涂层老化动力学研究

在紫外/盐雾加速综合环境条件下,研究了铝合金试样上聚酰胺清漆老化过程。采用环境扫描电子显微镜观察了防护涂层表面形貌的变化,采用电化学阻抗(EIS)分析了涂层的老化过程,同时还测量了光泽度、颜色、表面电阻和体积电阻在涂层老化过程中的变化。结果表明：在涂层老化过程中,涂层孔隙率增加,而体积电阻、表面电阻则降低, EIS给出了在涂层老化的不同阶段的特征。采用光泽度、颜色、表面电阻和体积电阻以及电化学阻抗数据作为性能参数,建立了涂层老化动力学方程,并给出了涂层失效判据,并对涂层老化动力学的参数进行了讨论,认为采用体积电阻或低频阻抗模值作为性能参数描述涂层老化动力学过程更为合理。     

超支化聚合物的合成及其在涂料中应用研究进展

首先介绍了超支化聚合物(HBP)的化学性质,并与传统线性聚合物的优缺点进行比较,接着对HBP的AB2单体缩聚、自缩合乙烯基聚合、自缩合开环聚合等合成方式进行了介绍,并对将来HBP的合成发展方向进行了推测.对现有HBP合成方法和末端官能团改性对比发现,在不同涂料体系中对HBP进行相应的改性是需要解决的首要问题.功能化改性HBP可作为涂料添加剂或主要成膜物质,有效地改善了涂料的流动性,降低了涂料中有机溶剂的挥发.重点结合HBP对涂料领域研究进行了概述,并介绍了近年涌现的HBP制备新策略、新方法.通过对HBP合成方法的探讨和众多末端官能团的不同修饰进行分析、对比和总结,介绍了HBP在UV固化涂料、高固体分涂料、有机-无机杂化涂料中的应用现状.结合相关研究,分析了HBP增强涂膜性能机理.最后基于HBP在涂料领域的应用现状,对今后研究侧重点提出相关建议和展望.     

航空发动机用高温防护涂层研究进展

航空发动机热端部件服役环境恶劣,往往遭受机械载荷、高温、腐蚀、冲蚀等多种耦合作用。目前先进航空发动机热端部件无一例外地采用高温防护涂层以提高高温部件的使用温度,延长部件服役寿命,提高发动机效率。针对热端部件具体的服役环境特点,合理的设计和选择高温防护涂层体系对于提高发动机性能具有重要意义。文中对国内外近年来航空发动机热端部件的高温防护涂层设计、材料、制备工艺等方面进行了综述,展望了航空发动机用高温防护涂层的研究和应用发展趋势。     

高性能水性聚氨酯涂料的发展及改性研究

随着以生态设计推动绿色发展的理念逐步为大众接受,相对安全、环保的水性涂料——水性聚氨酯涂料开始在建筑涂料领域受到广泛关注。水性聚氨酯涂料的研究,目的是使其性能最优,并在建筑等行业获得广泛应用。针对市场对涂料色彩饱和度、防水、耐污抗菌、防霉防腐、耐磨抗冲击及阻燃隔热等性能的需求,需要开发多种功能性水性聚氨酯涂料。但因其本身的组成成分的改变是通过将有机溶剂替换为对环境友好的亲水基溶剂,故在相应的应用范围内受到一定限制。为了适应水性聚氨酯涂层的轻量化要求,专家学者们长期以来不断致力于水性聚氨酯的改性研究。总结了高性能水性聚氨酯涂料的发展现状,综述了近年来水性聚氨酯性能最优化方面的研究进展和国内相关报道,同时结合当前国内外水性聚氨酯的研究技术水平,提出了水性聚氨酯涂料在未来长期的主要研究方向应当是通过表面改性的方法开发性能更加优异、价格更加亲民的产品,从而实现水性聚氨酯涂料在涂装行业上的广泛应用,同时还应满足开发环境友好型水性涂料的现代工业发展原则。     

镁铝水滑石的制备及其涂层耐腐蚀性能的研究

目的 为了提高水性工业涂料的防腐蚀性能,常常会添加以含锌为主的防腐填料。然而,随着环保要求越来越高,以及欧盟限锌令的颁布,片层无锌镁铝水滑石(MgAl-LDHs)有望用于涂料中替代含锌填料。方法 采用共沉淀法合成无锌水滑石复合填料,并将其进行硅烷偶联剂表面改性,最后添加到丙烯酸树脂中,制备了水滑石防腐涂料。研究了不同制备工艺与水滑石结构之间的关系,以及不同添加量对涂料腐蚀性能的影响。结果 通过对比实验可以看出,当Mg∶Al(物质的量比)=2∶1,滴定终点pH值为11,能制备出相对完美的具有片层形貌、结晶度高、结构完整的镁铝水滑石;FTIR以及悬浮性测试表明,当MgAl-LDHs被KH570成功改性后,实现了表面亲水到疏水的转变,有效增加了与树脂的相容性;电化学考评发现,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs的涂层240 h后防腐性能最好,塔菲尔电流密度最低为6.35 μA/cm²,容抗弧曲率半径最大;同时,耐盐雾试验证明,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs涂层的耐腐蚀性能同样最佳,与电化学测试结果相匹配。结论 当MgAl-LDHs的添加量为5%(质量分数)时,涂层的防腐蚀性能最佳。MgAl-LDHs作为颜填料,能有效改善水性工业涂料防腐性能。     

TiO2粒径对TiO2/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响研究

目的 研究改性TiO2粒径对TiO2/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响,解决低温环境下风机叶片结冰问题。方法 采用有机无机粒子共混,以改性纳米TiO2和聚天门冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)为材料,利用一步法构建TiO2/PAE聚脲超疏水涂层。开展耐酸碱性、耐磨性、静态防覆冰、动态防覆冰、覆冰黏结强度等实验研究,并应用在真实风电场。结果 超疏水涂层的机械稳定性、防覆冰性能随着粒径增大而逐渐变差。当TiO2粉末粒径为100 nm时,接触角为(162.4±2.1)°,滚动角为(3.8±0.7)°;经过250次磨损,接触角为(158.8±0.31)°,滚动角为(7.3±0.1)°;经过14 d的酸碱耐候性实验,超疏水涂层仍具有超疏水性,酸性和碱性溶液皆会导致涂层受损,碱性溶液对涂层腐蚀作用更强;机械稳定性较强、防覆冰性能较优。涂有超疏水涂层的风机在冻雨天平均比空白风机平均多运行255 min,对一台2 MW机组来讲,相当于多产生8 500 kW.h的电能。结论 制备的超疏水涂层具备优良的机械稳定性与防覆冰性能,推动了超疏水涂层在风机叶片被动防覆冰领域的应用。     

金刚石散热衬底在GaN基功率器件中的应用进展

氮化镓(GaN)基功率器件性能的充分发挥受到沉积GaN的衬底低热导率的限制,具有高热导率的化学气相沉积(CVD)金刚石,成为GaN功率器件热扩散衬底材料的优良选择。相关学者在高导热金刚石与GaN器件结合技术方面开展了多项技术研究,主要包括低温键合技术、GaN外延层背面直接生长金刚石的衬底转移技术、单晶金刚石外延GaN技术和高导热金刚石钝化层散热技术。对GaN功率器件散热瓶颈的原因进行了详细评述,并对上述各项技术的优缺点进行了系统分析和评述,揭示了各类散热技术的热设计工艺开发和面临的技术挑战,并认为低温键合技术具有制备温度低、金刚石衬底导热性能可控的优势,但是大尺寸金刚石衬底的高精度加工和较差的界面结合强度对低温键合技术提出挑战。GaN外延层背面直接生长金刚石则具有良好的界面结合强度,但是涉及到高温、晶圆应力大、界面热阻高等技术难点。单晶金刚石外延GaN技术和高导热金刚石钝化层散热技术则分别受到单晶金刚石尺寸小、成本高和工艺不兼容的限制。因此,开发低成本大尺寸金刚石衬底,提高晶圆应力控制技术和界面结合强度,降低界面热阻,提高金刚石衬底GaN器件性能方面,将是未来金刚石与GaN器件结合技术发展的重点。     

高熵合金涂层研究进展

制备各类涂层对材料表面进行强化是提高材料服役性能的重要途径,可根据服役环境要求,在不影响基体性能的前提下,通过调控工艺改变涂层成分、组织结构,从而改善其性能,延长部件的使用寿命.高熵合金及其涂层是近年来材料领域的研究热点,具有优异的强度、韧性、耐蚀性、耐磨性等特点,在表面工程领域的应用发展迅速.通过设计不同体系的高熵合...     

叶尖抗冲蚀涂层的研究进展

从叶尖工况及损伤机理、涂层结构、研究现状、制备工艺等4个方面,综述了近年来国内外学者对于叶尖抗冲蚀涂层技术的研究进展.首先,介绍了压气机叶尖的实际工况及砂尘冲蚀损伤机理,如低入射角的微切削理论和高入射角的二次冲蚀理论.其次,着重强调了抗冲蚀涂层的硬韧匹配、材料与结构设计.对纳米多层结构、纳米复合结构和单相固溶体结构的微...     

LiMgxNi0.5-xMn1.5O4的制备和电化学性能

为改善LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能,采用流变相法合成掺镁的锂离子电池正极材料LiMgxNi0.5-xMn1.5O4(x=0,0.05,0.1)。XRD测试结果表明所得材料仍为尖晶石结构。电化学性能测试结果显示:当x取值0.1,在3.5～4.9V电压范围内进行充放电循环时,材料LiMg0.1Ni0.4Mn1.5O4具有较好的循环性能,1C充放电时,初始放电比容量可达110.22mAh/g,30次循环后容量衰减率仅为7.7%。