Q235碳钢表面SiO2/PDMS超疏水涂层的制备及防腐性能研究

目的 提高Q235碳钢的耐腐蚀性能。方法 在Q235表面先提拉聚二甲基硅氧烷(PDMS),预固化后再次提拉含疏水气相二氧化硅的PDMS分散液,完全固化后在Q235表面构建一个SiO2/PDMS超疏水涂层。通过扫描电镜、激光共聚焦显微镜、能谱、接触角、砂纸磨损、划格试验对涂层的形貌、结构和表面性质进行分析;采用电化学工作站对涂层的耐腐蚀性和耐久性进行评价。结果 SiO2纳米粒子被镶嵌在PDMS中,在Q235表面形成了一种微纳粗糙结构,平均粗糙度为2.2 μm;涂层表面能仅为5.6 mJ/m²,接触角为152.6°;涂层机械稳定性和结合力优异,砂纸磨损15个周期及划格试验30个周期后,仍保持超疏水。电化学研究表明,在Q235表面引入SiO2/PDMS后,阻抗提升了2个数量级,电容降低了6个数量级;腐蚀电位正向移动了0.419 2 V,腐蚀电流密度降低了3个数量级;涂层对Q235的防腐效率高达99.8%,呈现出优异的耐腐蚀性。在腐蚀液中浸泡一周后,SiO2/PDMS涂层仍保持超疏水和优异的耐腐蚀性,表明涂层耐久性良好。结论 以PDMS为疏水层,纳米SiO2为填料构筑粗糙表面,通过条件控制实现防腐底层和超疏水表层间的界面融合,从而引入稳定的SiO2/PDMS超疏水涂层,提高了Q235的耐腐蚀性和耐久性。本研究为在金属表面构筑稳定的超疏水涂层提供了一种方法,有望拓展金属在恶劣环境中的应用。     

碳钢表面导电PEDOT涂层的电化学制备及防腐性能

目的 在Q235钢基底上电沉积致密导电聚合物PEDOT涂层,利用PEDOT的良好导电性,避免电荷集中,提高Q235钢的防腐性能。方法 在十二烷基硫酸钠（SDS）和高氯酸锂（LiClO4）溶液中,通过电化学恒电流方法在Q235碳钢基底上电聚合EDOT。采用循环极化、开路电位监测（OCP）、电化学阻抗谱（EIS）及扫描振动电极（SVET）等手段,研究导电PEDOT涂层与碳钢基底的电化学交互作用及其对基底腐蚀行为的影响规律。结果 在电流密度为5 mA/cm2的条件下,沉积的PEDOT涂层最完整、致密,具有球状团聚表面形貌。PEDOT/Q235电极在3.5%NaCl溶液中浸泡40 h后电偶电流密度为-15 μA/cm2,电偶电压为-715 mV。多次循环极化曲线基本重合,体现出良好的电化学稳定性。开路电位和EIS结果表明,PEDOT涂层4 d后钝化了基底,对基底产生保护。SVET结果证明,PEDOT涂层能够形成电子离域,避免电荷集中,涂层划痕区的电流密度从628 μA/cm2降低到23.8 μA/cm2。结论 PEDOT涂层可以减轻Q235基底在NaCl溶液中的腐蚀,其减缓腐蚀的能力归因于其结构致密、钝化基底及减少表面电荷集中。     

抽水蓄能机组过流表面超疏水涂层的制备及其阻垢防腐性能研究

目的提升过流表面的阻垢、防腐性能。方法通过电感耦合等离子光谱仪和离子色谱对江西某抽水蓄能电站过流表面垢质组成进行表征,分析垢质形成的主要因素。采用Q235低碳钢片模拟抽水蓄能机组过流表面,并通过在过流表面构筑超疏水表面涂层,来提升其阻垢和防腐性能。采用商品化的Zonyl?TM作为疏水改性剂,通过乳液聚合法制备改性Si O_2微球-含氟聚合物混合涂膜液。通过喷涂法在Q235低碳钢片上制备超疏水表面。通过挂片试验考察超疏涂层的阻垢、防腐性能。结果 Q235低碳钢片超疏水涂层表面水滴接触角达到了151.8°,表面能降低至5.1m N/m,水滴滚动角为7.8°,表现出良好的超疏水性。在挂片试验中,未涂覆超疏水涂层的钢片表面存在严重腐蚀,而涂覆超疏水涂层的钢片表面未见腐蚀现象。涂覆超疏水涂层后,钢片表面的结垢总增重从涂覆前的45 g/m~2降低至5 g/m~2,降低了88.9%。结论通过喷涂法在模拟过流表面经过一次涂覆成功制备了超疏水涂层,有效避免了表面的腐蚀,并显著减缓了表面的结垢。该方法在过流表面的阻垢、防腐方面展现出了良好的应用前景。     

AH32钢表面等离子喷涂制备疏水涂层及其耐腐蚀性能研究

目的提高AH32海洋用钢表面的疏水性及耐蚀性,并给出最佳性能的喷涂涂层成分。方法采用大气等离子喷涂技术,在AH32钢表面制备了三种不同成分的涂层。利用微量进样器结合半球法测量了涂层的接触角,并利用Qwen-Wendt公式对涂层的表面能进行了计算,利用扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用表面粗糙度仪测量涂层的表面粗糙度,利用冲刷实验及电化学工作站测量了不同涂层的耐蚀性能,并讨论了不同涂层的疏水机制及相应的腐蚀机理。结果等离子喷涂涂层显著改善了AH32钢的疏水性能。相比而言,等离子喷涂Co基涂层及等离子喷涂Ni基涂层与水的静态接触角达到了130°以上,均具有较好的疏水效果。三种涂层均明显改善了AH32钢的耐海水冲刷腐蚀能力,其中AH32钢基体腐蚀30d后的失重为1.68×10^-2 g/cm^2,等离子喷涂Ni基涂层的腐蚀失重最小,约为4.2×10^-3 g/cm^2。极化曲线测试结果也表明,三种涂层的自腐蚀电位较基体提高了300 mV左右,并且腐蚀电流密度较基体降低了1个数量级以上,另外Co基涂层的腐蚀电流密度高于Ni基涂层的腐蚀电流密度,因此Co基涂层在腐蚀过程中表面会产生较多的羟基基团,导致其与水的静态接触角降低,最终导致其疏水性能下降。结论等离子喷涂Ni基涂层的疏水性能最好,腐蚀速率最小,耐冲刷腐蚀性能最佳,与基体相比,其腐蚀失重减小了1.26×10^-2 g/cm^2。     

无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤中的电化学行为

目的研究无溶剂环氧煤焦沥青涂层在饱和水含量土壤中的电化学行为。方法将无溶剂环氧煤焦沥青涂层涂覆在Q235碳钢上,测试不同厚度和不同埋设时间涂层的开路电位和交流阻抗谱图,探索涂层厚度和埋设时间对涂层电化学行为的影响。利用SEM分析基体表面腐蚀产物的元素组成,探索侵蚀性物质是否到达基体表面参与腐蚀历程。结果涂覆200μm厚涂层的Q235碳钢的稳定开路电位约为-0.37 V,与裸Q235钢相比,自腐蚀电位正移了0.28 V。随着涂层厚度的增加,开路电位呈上升趋势,容抗弧半径增大,涂层对侵蚀性溶液的屏蔽阻挡能力提高。随着在土壤中埋设时间的延长,容抗弧半径减小,吸水率增大,涂层的防护性能有所下降,但低频阻抗模值仍高达8.8×107Ω·cm2。能谱分析显示,Q235碳钢表面未出现Cl-等侵蚀性物质。结论无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤环境中是有效的屏蔽层,可对Q235碳钢基体起到有效的防护作用。     

TiO_2/氟化含氢硅油超疏水防腐涂层的制备及性能

针对无机TiO2纳米粒子表面能较大且易团聚的问题,利用低表面能物质硬脂酸使TiO2纳米粒子表面有机化,并以十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和含氢硅油(PMHS)为原料制备氟化含氢硅油,将改性后的TiO2与氟化含氢硅油混合,用溶胶凝胶法在铝基底上形成改性TiO2/氟化含氢硅油复合涂层。涂层的表面形貌和疏水性采用X射线衍射仪、红外光谱、扫描电镜和接触角分析仪等进行表征,防腐性能采用极化曲线和交流阻抗等电化学法进行测定。结果表明:改性TiO2/氟化含氢硅油复合涂层表面结构丰富,其与水的静态接触角为152°,滚动角为7°,说明涂层具备超疏水性能;其腐蚀电位从裸铝片的-926mV正移至-576mV,腐蚀电流密度从裸铝片的4.68×10-5 A/cm2下降至9.07×10-6A/cm2,显示出较好的防腐性能。     

Q235碳钢表面镍铬合金化层的耐海水好氧菌腐蚀性能

目的 揭示弧辉等离子体镍铬共渗处理对Q235碳钢表面成分、结构和耐海水好氧菌腐蚀性能的影响。方法 采用弧辉等离子体渗镀技术在Q235碳钢表面制备镍铬合金化层。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对镍铬合金化层的相组成、表面形貌和截面元素分布进行分析。利用电化学测试技术,测试并分析镍铬合金化层在海水好氧菌中的腐蚀电化学行为。结果 Q235碳钢经弧辉等离子体镍铬共渗后,表面形成了一层厚度约为50μm的镍铬合金化层,合金化层的物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36固溶体。在好氧菌中浸泡时,Q235碳钢表面形成了生物腐蚀膜,腐蚀膜的存在使Q235碳钢的腐蚀电位负移,局部耐蚀性降低。与Q235碳钢相比,镍铬合金化层的表面能降低,表面接触角达到111°。镍铬合金化层在好氧菌中浸泡11 d后,仅在很少的局部位置观察到细菌附着,未观察到明显的腐蚀膜。结论 Q235碳钢在好氧菌中浸泡时腐蚀严重,浸泡5 d后就在其表面形成了一层由腐蚀产物、培养基和细菌形成的腐蚀产物膜,腐蚀产物对生物膜的形成有一定的促进作用。镍铬合金化层降低了Q235碳钢表面的表面能,阻碍生物膜底膜的形成,同时形成的钝化层...     

280 简易快速的表面超疏水涂层制备及其性能

目的 低成本简易快速地制备出耐腐蚀超疏水涂层,并研究表面喷砂对超疏水涂层的影响。方法 利用喷砂和抛光这2种表面处理方式和喷涂工艺在5050铝合金板基体表面构建出具有多级结构的超疏水表面。通过润湿性、电化学腐蚀、耐磨性、浸泡耐久性和自清洁测试等试验,分别评价制备样品表面的润湿性、耐海水腐蚀、耐磨性、耐长时间浸泡性能和自清洁性能,并通过扫描电子显微镜和能谱仪对表面形貌和元素成分进行分析。结果 制备的样品表面具有优异的超疏水性能。在30次喷涂次数下,喷砂基底的涂层表面的水滴静态接触角为(153.9±1)°,动态滚动角为(2.99±0.5)°。电化学腐蚀测试结果表明,喷涂氟硅树脂/SiO2涂层可以有效增强铝合金表面的耐腐蚀性能。试验中,样品在25次砂纸摩擦后,抛光基底的涂层表面的接触角为(97±1)°,喷砂基底的涂层表面的接触角为(102.4±1)°。样品在NaCl溶液浸泡10 d后,抛光基底的涂层表面的接触角为(69.4±1)°,喷砂基底的涂层表面的接触角为(113.7±1)°。结论 所制备的喷砂和抛光基体在经过不同次数的喷涂氟硅树脂/SiO2复合涂料后具备超疏水性能,且喷砂基底的涂层表面具有更低的滚动角。涂层修饰的表面在NaCl溶液中的耐腐蚀性能随着喷涂次数的提升而增强。在相同的喷涂条件下,喷砂处理基体能提高超疏水表面的耐腐蚀性、耐磨性和耐久性。     

抗坏血酸缓蚀剂对Q235钢耐蚀性能的影响

采用失重法研究L-抗坏血酸缓蚀剂在生产二苯甲酰甲烷的废水中对Q235钢缓蚀性能的影响。用电化学法研究缓蚀剂膜的自腐蚀电流密度、极化腐蚀电流密度和极化阻抗。用SEM研究存在与不存在缓蚀剂膜的Q235钢在极化腐蚀前后的形貌变化。结果表明,在50℃的废水中,L-抗坏血酸的较适宜量0.100g/L;缓蚀剂成膜较适宜时间24h,其缓蚀效率达79%。当存在缓蚀剂膜时,Q235钢自腐蚀电流密度从5.46×10~(-5) A/cm~2降至3.81×10-8 A/cm~2;在0.400V过电势下,极化腐蚀电流密度从6.41×10~(-3) A/cm~2降至4.10×10~(-6) A/cm~2;极化阻抗从198.6Ω·cm~2增加至7546.3Ω·cm~2。SEM测试表明,在0.400V过电势下,无缓蚀剂膜的Q235钢腐蚀十分严重,有缓蚀剂膜的Q235钢几乎不腐蚀。     

超疏水低红外发射率复合涂层的制备及性能表征

目的制备得到具有超疏水特性的低红外发射率涂层。方法以纳米SiO_2为微纳结构改性剂,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为树脂基体,Al粉为功能颜料,采用刮涂法制备得到了多种类型的改性和非改性PDMS/Al复合涂层。分析探讨了PDMS和Al粉配比、纳米SiO_2添加量及表面微纳结构层对涂层性能的影响规律及成因。结果 PDMS和Al粉配比对涂层发射率和光泽度影响明显,当PDMS和Al粉配比为6∶4时,涂层的发射率和光泽度可分别低至0.265和10.3,涂层的水接触角可达到109.5°,要明显高于传统树脂基低发射率涂层。添加纳米SiO_2可使涂层的粗糙度上升明显,从而使涂层的疏水性显著增强。当纳米SiO_2质量分数为8%时,涂层的水接触角可增大到130°,涂层的发射率和光泽度仍可低至0.330和9.8。PDMS/SiO_2微纳结构层可在PDMS/Al复合涂层表面形成明显的乳突状微纳结构,从而使涂层实现超疏水特性。当PDMS和纳米SiO_2配比为7∶3时,改性后的涂层水接触角可高达156°,同时具有相对较低的发射率(0.661)和极低的光泽度(2.1)。结论在PDMS/Al复合涂层表面构筑一定厚度的微纳结构层,可实现该涂层超疏水、低发射率和低光泽的兼容。     

Corrosion behavior in boiling dilute HCI solution of different ceramic coatings fabricated by plasma spraying

An Al₂O₃ ceramic coating (A), a 13 wt.% TiO₂-Al₂O₃ (13TA) composite ceramic coating, and a Ni-Al-13wt.%TiO₂-Al₂O₃ (NA-13TA) gradient composite ceramic coating were prepared on Q235 steel by plasma spraying. The corrosion behavior of samples sprayed with these coatings in a boiling 5% HCl solution was investigated. It was shown that an A ceramic coating and a 13TA composite ceramic coating were destroyed after immersion for 17 and 23 h, respectively. The NA-13TA gradient composite ceramic coating was still sound after 14 days of immersion. The corrosion resistance of samples with the NA-13TA gradient composite ceramic coating was sharply improved due to the decreased amount of connected pores in the coating. The corrosion of the sample sprayed with the gradient ceramic coating included the partial corrosion of the surface ceramic coating and the interlayer coatings. The corrosion weight loss depended on the degree of open porosity.     

Microstructure and corrosion resistance of ceramic coating on carbon steel prepared by plasma electrolytic oxidation

Ceramic coating was prepared on Q235 carbon steel by plasma electrolytic oxidation (PEO). The microstructure of the coating including phase composition, surface and cross-section morphology were studied by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscope (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The corrosion behavior of the coating was evaluated in 3.5% NaCl solution through electrochemical impedance spectra (EIS), potentiodynamic polarization and open-circuit potential (OCP) techniques. The bonding strength between Q235 carbon steel substrate and the ceramic coating was also tested. The results indicated that PEO coating is a composite coating composed of FeAl₂O₄ and Fe₃O_4. The coating surface is porous and the thickness is about 100 μm. The bonding strength of the coating is about 19 MPa. The corrosion tests showed that the corrosion resistance of Q235 carbon steel could be greatly improved with FeAl₂O₄-Fe₃O₄ composite coating on its surface.     

氢化TiO2纳米棒的制备及其对Q235碳钢的光生阴极保护特性

随着海洋开发的逐步推进,海洋工程中的金属防腐蚀问题显得愈加重要。目前,可利用半导体的光电效应实现对金属的光生阴极保护,为改善常用的TiO₂光电极材料的弱光吸收和低转换效率问题,文中利用水热法在FTO导电玻璃表面构建一维有序TiO₂纳米棒阵列,并通过氢化处理提高TiO₂对太阳光的吸收和光电流密度。考察了氢化TiO₂纳米棒阵列在海水环境下对Q235碳钢的光生阴极保护特性,结果表明氢化TiO₂纳米棒的光电流密度达到了2.12 mA/cm²,且稳定性良好;当Q235碳钢耦连于模拟太阳光照下的氢化TiO₂纳米棒电极时,其界面反应电阻变小,电极电位较原先的腐蚀电位降低约349 mV,说明氢化TiO₂纳米棒阵列能够对碳钢产生良好的光生阴极保护效应,且该效应在无光条件下能保持至少7 h。     

Photogenerated cathode protection properties of nano-sized TiO2/WO3 coating

Nano-sized TiO₂/WO₃ bilayer coatings were prepared on type 304 stainless steel substrate by sol-gel method. The performance of photo-electrochemical and photogenerated cathode protection of the coating was investigated by the electrochemical method. The results show that the bilayer coating with four TiO₂ layers and three WO₃ layers exhibits the highest photo-electrochemical efficiency and the best corrosion resistance property. Type 304 stainless steel with the coating can maintain cathode protection for 6 h in the dark after irradiation by UV illumination for 1 h. In addition, the mechanism of the photogenerated cathode protection for the bilayer coating was also explored.     

碳钢表面电镀Ni-TiO2镀层硬脂酸修饰制备超疏水表面

目的 在碳钢基体上制备超疏水表面,提高碳钢的耐海水腐蚀性能。方法 采用恒电流沉积结合硬脂酸修饰的方法,在碳钢表面制备超疏水Ni-TiO2复合镀层。通过扫描电子显微镜（SEM）、EDS能谱分析、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）,对样品的形貌、化学组成及晶型结构进行分析。通过接触角测量仪、自清洁测试,对试样的表面润湿性及自清洁性进行分析。利用电化学工作站测量样品的电化学阻抗谱和极化曲线,从而对样品的耐蚀性进行评价。结果 制备的Ni-TiO2复合镀层呈球形微纳米粗糙结构。经硬脂酸修饰后,接触角高达160.99°,具有良好的超疏水性和自清洁性能。制备的超疏水Ni-TiO2复合镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度为2.42×10-8 A/cm2,腐蚀速率为2.84×10-4 mm/a,对裸碳钢的缓蚀效率为99.41%,具有优异的腐蚀保护作用。此外,在3.5%NaCl溶液中浸泡60天后,超疏水Ni-TiO2复合镀层的电荷转移电阻Rct变化很小,镀层没有破损,具有长期防腐蚀性能。结论 在碳钢表面通过恒电流电沉积结合硬脂酸修饰制备的超疏水表面,能长期有效地提高碳钢对海水的耐腐蚀性能。     

电弧喷涂Ti6Al4V涂层的组织与耐蚀性能研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上喷涂Ti6Al4V涂层,并对涂层进行封孔处理.表征了涂层的物相组成和微观形貌,通过盐水浸泡实验和极化曲线测试对比分析了Q235钢基体、未封孔涂层和封孔涂层的耐腐蚀性能.结果表明:涂层呈典型的层状特征,物相组成为TiN,TiO和少量的Ti;未封孔涂层与封孔涂层均具有较宽的钝化电位区间,封...     

BTA@SPANI-POSS环氧涂层的制备及防腐性能

为提高环氧涂层在腐蚀环境下的防腐性和持久性,合成一种负载有缓蚀剂苯并三唑(BTA)的苯并三唑@磺化聚苯胺功能化倍半硅氧烷(BTA@SPANI-POSS),随后将BTA@SPANI-POSS与环氧树脂共混得到BTA@SPANI-POSS环氧涂料,最后在Q235碳钢上制备数种复合环氧涂层。通过红外光谱、紫外可见光谱、扫描电子显微镜对BTA@SPANI-POSS的结构、缓蚀性能、表面形貌进行表征,利用接触角测量仪、电化学工作站研究所制备涂层的疏水性能和防腐性能。研究表明,随着SPANI-POSS的添加,涂层沾湿性能降低。电化学阻抗谱(EIS)和塔菲尔极化曲线测试结果表明,与SPANI-POSS环氧涂层相比,负载有BTA的BTA@SPANI-POSS环氧涂层对金属基底具有更高和更持久的保护能力,其中试样EB1.5%的腐蚀电流密度icorr为16.67?A·cm^-2,其极化电阻Rp为2.467 M?·cm²,具有较低的腐蚀动态速率。在3.5 wt.%NaCl溶液中浸泡15 d后环氧涂层仍具有良好的防腐蚀效果,其阻抗值Z0.01Hz仍保留有第1 d时的2...     

三种电弧喷锌防护涂层在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备出纯锌、Zn-Al合金和Zn-Al伪合金涂层。通过浸泡试验和电化学测试考察涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层腐蚀后的表面形貌及腐蚀产物的相结构。结果表明,在3.5%NaCl溶液中三种涂层的耐腐蚀性按Zn-Al伪合金涂层、Zn-Al合金涂层、Zn涂层的顺序依次降低。