IMR纳米复合涂层与现役飞机典型涂层抗紫外线老化性能对比研究

采用紫外线照射加速老化实验方法对喷涂IMR纳米复合涂层与现役飞机结构典型涂层的试件进行了对比实验，定量地描述了涂层色差随着老化时间的变化.与现役飞机涂层相比，纳米复合涂层的抗紫外线老化性能有明显改进.研究结果为纳米复合涂层在典型军用飞机结构中的应用提供了实验依据.      

SEBF/SLF重腐蚀防护涂层应用于典型飞机结构中防腐性能综合评定

针对典型飞机结构的局部腐蚀环境开展了加速腐蚀环境谱及加速腐蚀试验方法研究,为了综合评定SEBF/SLF重腐蚀防护涂层涂装在典型飞机结构中的防腐性能,对该涂层与现役飞机典型涂层进行了对比试验.结果表明,与现役飞机典型涂层相比,SEBF/SLF重腐蚀防护涂层的抗环境腐蚀性有明显改进.     

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...     

等离子体喷涂纳米结构YPSZ涂层腐蚀行为研究

研究采用等离子体喷涂制备纳米结构YPSZ涂层.通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜对纳米结构YPSZ涂层的耐腐蚀性与涂层的微观组织结构的关系进行研究.结果表明由于涂层孔隙尺寸的降低,孔隙率的增大使纳米结构YPSZ涂层的耐盐腐蚀性能降低,耐高温腐蚀性能提高.纳米结构涂层经过盐腐蚀或高温腐蚀后纳米晶粒明显长大,并出现微小的晶格变化及相转变现象.     

中科院研制出飞机用纳米复合涂层新技术

中科院沈阳金属所材料环境腐蚀研究中心刘福春副研究员带领课题组完成的纳米复合涂层新技术,拟将该技术在多种型号的飞机上广泛推广应用。此前该技术已成功用于大型运输机上。     

等离子体喷涂纳米结构YPSZ涂层腐蚀行为研究

研究采用等离子体喷涂制备纳米结构YPSZ涂层。通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜对纳米结构YPSZ涂层的耐腐蚀性与涂层的微观组织结构的关系进行研究。结果表明：由于涂层孔隙尺寸的降低，孔隙率的增大使纳米结构YPSZ涂层的耐盐腐蚀性能降低，耐高温腐蚀性能提高。纳米结构涂层经过盐腐蚀或高温腐蚀后纳米晶粒明显长大，并出现微小的晶格变化及相转变现象。     

纳米复合涂层技术成功为飞机护航

中科院金属研究所开发的纳米复合涂层新技术,经试验已成功用于大型运输机上,显著提高了飞机的抗腐蚀性能和大修质量。截至目前,使用该技术的3架飞机中,两架大修后已使用4年4个月,另外一架大修后已使用2年1个月。3架飞机表面防腐涂层均整体情况良好,未出现老化失效现象,明显优于大修前机体涂层的防护效果。据悉,该技术拟在在多种型号的飞机上推广应用。     

NiCrMo涂层在750℃硫酸盐中的热腐蚀行为

针对石油及化工设备在苛刻高温腐蚀条件下工作,其零件腐蚀破坏日益严重的现状,采用Q235钢为基体材料,对自行研制的NiCrMo涂层在750℃涂盐腐蚀中的热腐蚀行为进行了研究,并与母材Q235钢的性能进行了比较.采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对腐蚀产物的形貌和相组成等进行了分析.结果表明,在母材Q235钢表面涂覆层镍铬含量一定,有适当钼的NiCrMo涂层时,能形成对涂层进行保护的氧化膜,提高母材Q235钢的耐高温热腐蚀性能.这种镍基合金制备成涂层具有优良的抗热腐蚀性能,适于作为石油化工设备的防护材料.     

NiCrMo涂层在750℃硫酸盐中的热腐蚀行为

针对石油及化工设备在苛刻高温腐蚀条件下工作,其零件腐蚀破坏日益严重的现状,采用Q235钢为基体材料,对自行研制的NiCrMo涂层在750℃涂盐腐蚀中的热腐蚀行为进行了研究,并与母材Q235钢的性能进行了比较.采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对腐蚀产物的形貌和相组成等进行了分析.结果表明,在母材Q235钢表面涂覆层镍铬含量一定,有适当钼的NiCrMo涂层时,能形成对涂层进行保护的氧化膜,提高母材Q235钢的耐高温热腐蚀性能.这种镍基合金制备成涂层具有优良的抗热腐蚀性能,适于作为石油化工设备的防护材料.     

纳米二氧化钛表面改性及其在聚氨酯涂层中的分散性质

采用长链烷烃和微胶囊方法对纳米TiO2(锐钛型,粒径20nm) 进行表面改性,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)分别研究了改性纳米粉体的表面化学结构及接枝率,结果表明:改性纳米TiO2粉体表面成功接枝了高分子聚合物,接枝率分别为5%和12%.将改性纳米TiO2粉体(质量分数为1%～3%)与双组分聚氨酯涂料进行复合,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂料,并利用扫描电子显微镜(SEM)对纳米复合涂层进行了微观检测,结果表明:微胶囊改性的纳米TiO2在涂层中的分散性最好.     

热浸铝镀层在氯化铵环境中的腐蚀行为研究

目的研究改进工艺热浸铝后的炼化加氢换热器管束在不同氯化铵环境下的耐腐蚀性能,并对其耐蚀机理进行分析。方法采用改进的热浸铝工艺对20#钢、15CrMo钢和321不锈钢进行表面处理,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对镀层厚度、组织和成分进行分析,采用氯化铵垢下腐蚀实验和高温高压釜模拟工况实验评价热浸铝镀层的耐氯化铵腐蚀性能。结果 20#钢、15CrMo钢和321不锈钢热浸铝层无表面缺陷,热浸镀铝层厚度均≥0.080 mm,镀层结构主要由纯Al层、Fe-Al合金层以及少量的Al_2O_3组成。在潮湿氯化铵条件下,20#钢和15CrMo钢的腐蚀速率均随着温度的升高而明显增大,80℃时的腐蚀速率分别达到21.6mm/a和19.9mm/a;321不锈钢有明显点蚀现象。热浸镀铝后,在相同介质中放置一个月,发现三种试样没有腐蚀现象出现。高温高压釜模拟工况实验后,热浸铝镀层表面同样也没有腐蚀现象发生。结论采用改进工艺获得的20#钢、15CrMo钢和321不锈钢换热器管束热浸铝镀层质量符合国家标准要求,潮湿氯化铵垢下腐蚀实验和高温高压釜模拟工况实验结果证实,热浸铝镀层在氯化铵服役环境下具有良好的防腐性能。     

锌铝/富铝复合涂层在海洋环境中的耐蚀性研究

在锌铝涂层表面喷涂HD590富铝涂液形成复合涂层,对比了锌铝涂层与复合涂层的附着强度、耐磨性、微观形貌,并通过中性盐雾试验、海洋平台棚下大气暴露试验和海水周期喷淋试验,对比研究了二者的耐蚀性。结果表明:复合涂层的附着强度比锌铝涂层提高了30%,耐磨性好,涂层厚度满足紧固件工件的配合精度要求;复合涂层的抗盐雾腐蚀性能和耐海洋环境腐蚀性能优于锌铝涂层,其防腐机理为屏蔽作用、钝化作用和阴极保护相结合;防腐过程中,富铝层发生活化反应,产生一定的牺牲阳极保护作用,同时使涂层腐蚀电位负移,提高了其阴极保护作用。     

有机涂层在模拟沙漠大气环境下的加速试验研究

目的在较短的时间内获得有机涂层在沙漠大气环境下的腐蚀失效规律。方法针对有机涂层中应用比较广泛的丙烯酸聚氨酯涂层,采用紫外暴晒与吹沙试验相结合的加速试验环境谱进行实验室模拟沙漠大气环境加速老化试验,通过分析涂层质量、厚度、光泽度、表面形貌及电化学阻抗的变化,研究有机涂层的老化失效过程。结果随着加速试验周期的延长,丙烯酸聚氨酯涂层发生了一系列变化,表现为涂层质量减小,厚度减薄,光泽度降低,表面微观缺陷增多,电化学低频阻抗模值减小,防护性能下降。结论通过加速试验,可以快速获得有机涂层在沙漠大气环境下的老化失效规律。     

模拟海洋大气环境下 Cl- 质量分数对 3003 铝合金腐蚀行为的影响

目的研究Cl-质量分数对3003铝合金腐蚀性能的影响,为风电散热器的腐蚀检测和使用寿命评价提供依据。方法采用连续盐雾腐蚀实验模拟海洋大气环境,分析3003铝合金腐蚀产物的微观形貌、元素分布、腐蚀质量损失、点蚀深度,利用极化曲线和阻抗技术分析腐蚀样品的电化学行为。结果当Cl-质量分数低于9%时,样品质量损失随Cl-质量分数的升高而增加,9%时达到最大为7.9937 g/m2;样品腐蚀深度随着Cl-质量分数升高不断加深,9%时达到峰值为44.15μm;腐蚀电流密度随Cl-质量分数的增加而增大,容抗弧半径随Cl-质量分数的增加而减小;Cl-质量分数大于9%时,随着Cl-质量分数增加,腐蚀质量损失和腐蚀深度不断减小,容抗弧半径不断增大,腐蚀电流密度逐渐减小。结论当Cl-质量分数在1%~9%之间时,Cl-质量分数的增加对3003铝合金的腐蚀速率具有明显的加速作用;当Cl-质量分数大于9%时,腐蚀速率呈现逐渐降低的趋势。     

热喷涂Zn-Ni复合涂层在海水中的腐蚀行为研究

利用喷雾干燥法制备了不同Ni含量的团聚型Zn-Ni复合粉末,并在此基础上用氧乙炔火焰喷涂工艺制备了Zn-Ni复合涂层。通过动电位极化和电化学阻抗测试,并结合SEM、EDS和XRD分析,研究涂层在海水介质中的防护性能和腐蚀机理。结果表明：涂层的自腐蚀电位稳定值在-0.98~-0.95 V,Ni可起到稳定Zn(OH)₂,抑制其向疏松ZnO转化的作用,腐蚀产物的堆积使得涂层电阻R_c和电荷转移电阻R_t不断增大,腐蚀电流不断减小;不同Ni含量涂层的耐蚀性存在明显差异,其中Ni含量为20 mass%的涂层耐蚀性能最好。     

锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究

目的 增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1 a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法 采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。结果 万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍,江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍,青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍,吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍,对于GI镀层和ZM镀层,按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小,万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO2含量等影响,主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响,不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样,高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn5(CO3)2(OH)6有较大的破坏性,在高碱性环境下,容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。在高氯环境中,由于镀层中MgZn2的阳极溶解,释放出可与OH反应的Mg²⁺以形成氢氧化镁(Mg(OH)2)。在ZM表面用Mg(OH)2代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应(ORR),具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用,能使碱式碳酸锌变得稳定,显著提升耐腐蚀性。结论 ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物,降低阴极氧还原速率,在典型大气环境下具有广阔的应用前景。     

实海浸泡条件下聚氨酯涂层的失效行为

目的 在青岛市小麦岛试验站开展实海浸泡试验,探究聚氨酯涂层在实际服役过程中的失效行为。 方法 选用TS55?80聚氨酯涂层/Q235碳钢体系为试验样品,开展实海浸泡试验。从聚氨酯涂层的表面形貌、失光率、色差、涂层附着力、化学结构及涂层热稳定性等角度对聚氨酯涂层的失效行为进行研究。结果 在实海浸泡条件下,聚氨酯涂层表面会出现明显的鼓泡和裂纹等缺陷,在浸泡6个月后的涂层表面可以观察到明显的腐蚀产物。随着浸泡时间的延长,涂层的化学结构发生了明显变化,涂层的热稳定性显著降低。在浸泡12个月后,聚氨酯涂层的失光率为69.9%,属于严重失光;涂层的色差达到3.20,属于轻微变色,涂层的附着力降至0.82 MPa,涂层与金属基体的结合强度大幅下降;聚氨酯涂层的阻抗值降至2.81×10³ Ω.cm²,说明涂层的防护性能基本丧失。结论 在实海浸泡条件下,聚氨酯涂层中颜料颗粒的脱落会造成涂层表面孔隙数量的增加,这会加速海水中水和氧气等腐蚀性介质的渗透过程,使得涂层/金属界面处的电化学反应快速进行,导致涂层的防护性能快速下降。此外,聚氨酯链中氨基甲酸酯键的水解是造成聚氨酯涂层发生降解的主要原因。     

复合涂层对钢结构耐蚀性的影响分析

采用低压等离子喷涂方法,制备了Q345A钢结构的单一Al涂层和Al-25％Cr-5％纳米SiO2复合涂层,并进行了人造酸雨全浸腐蚀和中性盐雾腐蚀的测试和分析.结果表明:低压等离子喷涂Al-25％Cr-5％纳米SiO2复合涂层,能显著提高钢结构的耐蚀性,且耐蚀效果较单一Al涂层好.与未经处理试样相比,喷涂了这种复合涂层的Q345A钢结构经20天人造酸雨全浸腐蚀后的质量损失率降低了91.90％,经10天中性盐雾腐蚀后的质量损失率从15.95％降至2.01％.     

火焰喷涂Al、Zn-Al涂层在舟山地区海洋环境的腐蚀行为

利用宏观腐蚀形貌分析、3D微观形貌分析、腐蚀产物XRD检测、电化学阻抗谱对火焰喷涂 Al和Zn-Al15%涂层在舟山站潮差区和飞溅区的腐蚀行为进行了探究,其结果显示：两种涂层经12 a海洋环境实验仍具有很好的保护性能,喷Al和Zn-Al涂层在潮差区腐蚀比飞溅区腐蚀严重;喷Al比Zn-Al涂层有更好的耐蚀性; EIS测试说明喷Al的阻抗值大于喷Zn-Al涂层,喷Al涂层的防护效果优于Zn-Al涂层。     

Cr颗粒尺寸对Ni-Cr复合镀层在酸性溶液中的电化学腐蚀行为影响研究

为了对Cr颗粒尺寸如何影响Ni-Cr复合镀层的电化学腐蚀性能有更深的认识,采用复合电镀技术,通过向普通电镀溶液中分别加入平均粒度约为40nm和1～5μm Cr粉的方法,在Ni基材上制备了2种Cr含量相近的Ni-Cr复合镀层.利用动电位极化及交流阻抗技术对比研究了2种Ni-Cr复合镀层及纯Ni镀层在0.5mol/L NaCl+0.05mol/L H2SO4的酸性溶液中的电化学腐蚀行为.实验结果表明:在0.5mol/L NaCl+0.05mol/L H2SO4溶液中, 与微米Cr分布的Ni-Cr复合镀层相比,Ni-Cr纳米复合镀层独特的结构有利于快速形成稳定而又富Cr保护性钝化膜,使得Ni-Cr纳米复合镀层表现出优异的耐蚀性能.