金属耐蚀材料

介绍了油漆涂层、金属喷涂层、金属喷涂层/油漆封闭等13种复合多防涂装在静海和动海海水试验中的耐海水腐蚀性能,并对其耐腐蚀性能作了简要分析,进而选出最佳的涂装体系.实践结果表明704+842+546环氧沥青、702+846+546环氧沥青、热喷Al涂层和喷Al+842+546环氧沥青4种涂装具有优良的耐静海海水腐蚀性能;环氧石英砂浆和热喷铝+842+546环氧沥青2种涂装具有优良的耐动海海水腐蚀性能.     

复合多防涂装在海水中的防腐性能及其分析

本文介绍了油漆涂层、金属喷涂层、金属喷涂层／油漆封闭共13种复合多防涂装在静海和动海海水实验中的耐海水腐蚀性能,并对其耐腐蚀性能作了简要分析,进而选出最佳的涂装体系。实践结果表明：704＋842＋546环氧沥青、702＋846＋546环氧沥青、热喷Al涂层和喷Al 842 546环氧沥青4种涂装具有优良的耐静海海水腐蚀性能,环氧石英沙浆和热喷铝＋842＋546环氧沥青2种涂装具有优良的耐动海海水腐蚀性能。     

钢铁材料的海洋防护涂层的设计依据

用金属、非金属材料对海洋环境下使用的钢铁表面进行涂层防护，已成为提高其使用寿命的有效方法。通过对涂层材料的电化学分析及试验结果表明，提供阴极保护的Zn、Al涂层有优良的耐海水腐蚀性能。100μm的A1涂层在静海全浸区可提供18年的防护。对金属涂层进行封闭的有机涂层材料，应有优良的屏蔽性。     

复合多防涂装在海水中的防护性能

介绍了油漆涂层，金属喷涂层，金属喷涂层／油漆封闭等13种复合多防涂装在静海和动海海水试验中的耐海水腐蚀性能，并对其耐腐蚀性能作了简要分析，进而选出最佳的涂装体系，实践结果表明，704＋842＋546环氧沥青，702＋846＋546环氧沥青，热喷A1涂层和喷A1＋842＋546环氧沥青4种涂装具有优良的耐静海海水腐蚀性能，环氧石英砂浆和热喷铝＋843＋546环氧沥青2种涂装具有优良的耐动海海水腐蚀性能。     

船用钛合金微弧氧化-电泳技术研究

随着钛及钛合金在以钢为主体建造材料的舰船装备中的广泛应用,采取有效技术措施防止钛-钢异种金属接触副发生电偶腐蚀变得尤为重要,而有资料表明,采用微弧氧化-电泳技术可以有效解决该问题。为此,对比了经微弧氧化、微弧氧化+水煮封孔、微弧氧化+电泳封孔三种工艺处理后的TA2、TA23、Ti80合金表面膜层的综合性能。研究表明,通过电泳技术可以实现对钛合金微弧氧化膜层表面疏松微孔的封闭,从而大幅度提高船用钛合金微弧氧化膜层的电绝缘性能等,并且从膜层横断面微观形貌可以看出,三种钛合金表面的微弧氧化膜层与电泳涂层之间有着良好的结合性。膜层结合强度测试结果显示,微弧氧化+电泳技术可满足对于结合强度要求较低的涂层的涂装。     

二维层状双金属氢氧化物(LDHs)在金属腐蚀防护中应用的研究进展

层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类重要的无机功能材料,广泛应用于吸附、催化、医药、阻燃等领域。本文详细介绍了LDHs的结构特性及其在金属防护中的应用研究进展。包括LDHs作为微纳米级缓蚀剂存储器的制备及其在防护涂层体系中的研究进展,以及LDHs薄膜的制备方法及其对金属的短期防护性能。在此基础上,简要介绍将该种薄膜作为防护涂层体系的预处理层的研究现状。最后,对LDHs在金属防护领域的应用前景和发展方向作出了展望。     

冷喷涂Zn-50Al复合涂层在海水中的耐蚀性能

利用电化学方法和微观测试手段,研究了冷喷涂Zn-50Al涂层在天然海水环境中的耐蚀性能。研究表明,与纯锌、纯铝涂层相比,对于钢基体,锌铝复合涂层具有更加合适的阴极保护电位,可以大大提高防护寿命;海水环境中涂层表面会形成一层致密稳定的腐蚀产物膜,能有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,涂层会保持在一个较低的腐蚀速度。     

金属Cr层对Cr/Cr2N纳米多层涂层的性能影响

目的研究金属Cr层对Cr/Cr_2N纳米多层涂层结构和性能的影响,为多层硬质涂层在海洋等腐蚀性介质中的应用提供理论基础。方法采用多弧离子镀技术制备一系列不同金属Cr层厚度的Cr/Cr_2N纳米多层涂层,采用XRD、SEM、纳米压痕及划痕仪测试了多层涂层的结构、微观形貌和机械性能。采用电化学工作站评价了Cr/Cr2N纳米多层涂层在海水环境下的电化学行为,并采用摩擦实验机测试了涂层在海水环境下的摩擦学性能。结果 Cr层对Cr/Cr_2N纳米多层涂层的结构产生了一定的影响。不同Cr层厚度的Cr/Cr_2N纳米多层涂层在海水环境下的磨损率差别不大,均约为1.2×10-6 mm~3/(N·m),具有良好的耐磨损性能。Cr层厚度约为21 nm的Cr/Cr2N纳米多层涂层在海水环境下具有较高的阻抗值,呈现出较高的耐腐蚀性能。结论一定厚度的金属层(如Cr层厚度约为21 nm)和界面是多层涂层呈现较高耐腐蚀性能的关键。Cr/Cr2N纳米多层涂层在海水环境下良好的耐腐蚀和耐磨损性能,使其可应用于海洋等腐蚀性介质中,并发挥良好的表面防护作用。     

聚酰亚胺复合材料等离子喷涂温度场数值模拟

利用等离子喷涂方法在聚酰亚胺基复合材料表面喷涂金属防护层,涂层材料分别采用Al、Cu、Zn和Ni.通过ANSYS软件进行了温度场数值模拟.研究包括采用不同涂层材料,基体温度在喷涂时(0～1 000s)随时间的变化、喷涂结束与结束1 000s时刻基体及涂层的温度分布.结果表明,Al和Zn涂层在喷涂过程中及喷涂结束后不会对耐热性差的树脂成分造成烧蚀,而Cu和Ni则会烧蚀基体.试验结果证实了数值模拟的预测.     

过渡层对钕铁硼表面蒸发镀铝涂层耐腐蚀性能的影响

目的提高钕铁硼磁体表面Al防护涂层的结合强度及耐腐蚀性能。方法通过磁控溅射在钕铁硼磁体表面沉积Al过渡层,用高偏压进行轰击后,使用离子辅助蒸发镀技术沉积Al防护涂层。用扫描电子显微镜观察涂层表面及截面形貌,电化学工作站及盐雾试验检测涂层腐蚀性能,拉伸试验评价涂层与基体结合强度。结果随着磁控溅射靶电流从10 A提高到25 A,所制备的Al层自腐蚀电压从-0.7367 V递减到-0.9075 V,耐中性盐雾腐蚀性能下降。在用相同工艺制备表面离子辅助蒸发镀Al防护涂层的前提下,磁控溅射靶电流为25 A时制备的100 nm和500 nm过渡层的防护涂层耐盐雾腐蚀时间分别为48 h和36 h,耐腐蚀性能不如无过渡层的纯蒸发镀铝涂层(72 h);磁控溅射靶电流为15 A制备的100 nm和500 nm过渡层的防护涂层耐盐雾腐蚀时间分别为96 h和103 h,其耐腐蚀性能优于无过渡层的纯蒸发镀铝涂层。采用过渡层技术的Al防护涂层结合强度均大于40 MPa,与钕铁硼基体结合良好。结论过渡层技术均可使Al涂层与Nd Fe B基体结合良好,合适的过渡层工艺可提高离子辅助蒸发镀铝涂层的耐腐蚀性能。     

金属材料长周期海水腐蚀规律研究

常用金属材料在我国的青岛、舟山、厦门和榆林4个海域的飞溅、潮差、全浸3个海洋区带中暴露1、4、8和16年的长周期腐蚀试验工作进行了研究，得到了长周期的海水腐蚀数据及其腐蚀规律．提出了一种海水腐蚀性的评价方法和一种综合评价材料耐蚀性的方法．     

热喷涂钢柱10年海水腐蚀行为

采用直流电弧喷涂和火焰喷涂技术,在碳钢管表面沉积了１２种类的Ｚｎ、Ａｌ和Ｚｎ－１３Ａ１涂层在日本的千仓海岸进行海水腐蚀实验,结果表明,在５年暴露期内,所有的涂层均没有发生明显的腐蚀;经７年暴露后,未经封闭和经封闭处理的Ｚｎ涂层在浸泡区出现严重的锈蚀,电弧喷涂并经封孔处理的Ａ１涂层,火焰喷涂并经封孔处理的Ｚｎ－Ａ１涂层和火焰涂并经重涂装的Ａ１涂层显示出优良的耐蚀性能,相比之下,未经封闭处理的火焰喷涂     

热喷涂金属基防滑耐磨涂层的研究进展

采用热喷涂技术制备的金属基防滑涂层能有效增强材料表面间的摩擦阻力,同时在耐磨及防腐等方面表现出良好的性能,在工业生产、海洋平台及船舶甲板等领域有广泛应用。相对于高分子防滑涂层,金属基涂层具有使用寿命长、摩擦系数稳定、不使用有毒溶剂等优点。首先介绍了金属基防滑涂层的防滑原理、制备工艺及特点,分别阐述了四类金属基(Al基、Fe基、NiCr基和Co基)防滑涂层的研究现状及其应用背景,分析喷涂工艺参数、粉末参数、服役环境等因素对涂层摩擦学行为的影响规律。作为防滑涂层,Al基涂层具有良好的耐腐蚀性能且价格相对低廉;Fe基、NiCr基均表现出较好的抗高温磨损性能及耐蚀性能,但Fe基非晶涂层成本偏高;Co基涂层的低温耐磨性较优越。在实际应用中需要根据服役条件选择防滑材料,再根据材料本身特性选取相应的喷涂工艺。最后提出新型防滑材料、涂层制备技术及先进表征技术应是今后金属基防滑涂层的重点研究方向。     

Improvement of corrosion resistance of high-velocity oxyfuel-sprayed stainless steel coatings by addition of molybdenum

To improve the marine corrosion resistance of stainless steel coatings fabricated by high-velocity oxyfuel (HVOF) spraying with a gas shroud attachment, the molybdenum (Mo) content of stainless steel was increased to form coatings with a chemical composition of Fe balance-18mass%Cr-22mass%Ni-2∼8mass%Mo. These coatings were highly dense, with <0.1 vol.% in porosity, and less oxidized, with 0.5 mass% in oxygen content at most. The corrosion mechanism and resistance of the coatings were investigated by electrochemical measurement, chemical analysis, and statistical processing. The general corrosion resistance of the coatings in 0.5 mol/dm³ sulfuric acid was improved with increases in Mo content, and the corrosion rate could be decreased to 8.8 × 10⁻² mg/cm² per hour (∼1 mm/year) at 8 mass% Mo. The pitting corrosion resistance of the coatings in artificial seawater was improved with increases in Mo content and was superior to that of the 316L stainless steel coating. The crevice corrosion resistance of the coatings in artificial seawater was improved and the number of rust spots at 4 mass% Mo was decreased to 38% of that for the 316L coating. Accordingly, Mo is highly effective in improving the corrosion resistance of the stainless steel coatings by HVOF spraying.     

Incorporation graphene into sprayed epoxy–polyamide coating on carbon steel: corrosion resistance properties

In this study, the graphene incorporated into epoxy–polyamide coatings were successfully obtained on carbon steel substrates by spraying process. The corrosion resistance properties of the coatings were investigated, including salt spray corrosion, sea water corrosion and electrochemical corrosion resistance. The results show that the addition of graphene could improve the corrosion resistance properties of the epoxy–polyamide coatings. The coatings in the presence of graphene had better salt spray corrosion than that in the absence of graphene. The surface of the epoxy–polyamide coating exhibited lots of pitting corrosion. The coatings with the addition of graphene showed better sea water corrosion than the coating without graphene. After drying, the epoxy–polyamide coating in the absence of graphene was broken and failed. The coating with 1?wt-% graphene exhibited the best anticorrosion capability as evidenced by the highest corrosion potential and the lowest corrosion current density. The graphene incorporated into epoxy–polyamide coatings were shown to effectively protect carbon steel against corrosion because the graphene nanosheets could be acted as the good chloride ions, oxygen and water molecules barrier.     

镍基金属陶瓷涂层在人工海水中的摩擦学性能

目的探讨镍基金属陶瓷涂层在海水中的耐腐蚀磨损性能。方法采用激光熔覆技术在45钢表面制备了1.1 mm厚的镍基金属陶瓷涂层。采用电化学测试系统,对比分析了涂层的耐蚀性。采用往复式摩擦磨损试验机,测量了涂层在干摩擦及海水环境下的摩擦系数。采用扫描电镜等手段分析了涂层和磨痕的表面形貌。结果镍基金属陶瓷涂层的表面硬度约为基体的3倍,且硬度较均匀。在结合区开始,硬度剧烈下降,直至降为基体硬度。在3.5%Na Cl溶液中,镍基金属陶瓷涂层的腐蚀倾向低于316L不锈钢及316L堆焊层,而腐蚀速率介于两者之间。干摩擦条件下,镍基金属陶瓷涂层明显降低了基体的摩擦系数(从0.58降低至0.49)和磨损量(降低了50%)。与干摩擦实验相比,人工海水明显降低了镍基金属陶瓷涂层的摩擦系数(从0.49降低至0.37)和磨损量(降低了40%)。结论由于具有良好的耐蚀性和较高的硬度,镍基金属陶瓷涂层在人工海水中表现出了良好的耐磨耐蚀性能。磨损过程中,人工海水的冷却、润滑作用和其中盐类的隔离作用,有效改善了摩擦界面的接触状态,提高了镍基金属陶瓷涂层的耐磨性。     

Research into the Properties of Materials for Underwater Structures in the North Sea

Constructing under water has accelerated research into corrosion protection and antifouling properties of materials used below the seawater level. A special working party was founded in the Netherlands to study — theoretically and practically — the corrosion and fouling properties of materials and coatings. A special test rack was immersed at a depth of 50 m in the North Sea in 1969. Experience gained from these experiments gave rise to a joint investigation by 13 laboratories in the Netherlands; the programme involves ten test racks 50 and 100 m below sea level, in the tidal zone and in marine and land atmospheres. The materials studied were: steel with various paints and coatings; stainless steel, Cu, Al and Ti alloys; welded, brazed, nailed and glued stainless steel, Al and Ti alloys; synthetic fibers. The test methods included crevice corrosion and stress corrosion bending tests, electrochemical measurements and the regular control of the biological conditions. The results show the importance of testing in specific marine areas because the results are not readily applicable to conditions in other geographical regions.     

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/cm²,等离子喷涂Ni基涂层的腐蚀失重最小,约为4.2×10^-3 g/cm²。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...     

超高分子量聚乙烯/石墨烯复合涂层制备及其在海洋装备防护中的应用

目的采用热喷涂技术制备涂层,通过材料选择和结构设计,有效延缓海水对金属基底的腐蚀和冲蚀,并抑制海洋材料表面生物污损等对海洋材料的严重破坏。方法采用高能球磨法制备了聚乙烯-石墨烯(UHMWPE-graphene)复合粉末,用火焰喷涂技术在E235B碳钢基底表面制备UHMWPE和UHMWPE-graphene复合涂层。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对原始粉末和涂层微观组织进行表征,并通过摩擦磨损实验、电化学测试、生物污损检测,分别评价涂层耐海水冲刷性能、耐腐蚀性能以及抗生物污损特性。结果相对于碳钢和UHMWPE涂层,UHMWPE-graphene复合涂层的腐蚀电位提高和腐蚀电流减小,预示着样品的耐腐蚀特性增强。由于UHMWPE-graphene复合涂层呈现疏水性以及更低的表面能,使其表现出优异的抵抗海藻贴附的能力。添加石墨烯的复合涂层的摩擦系数和磨损率比纯UHMWPE涂层均有一定程度的降低。添加石墨烯质量分数为0.5%时,涂层的摩擦系数由0.236降低到0.195,且磨损率下降了约26%。结论利用火焰热喷涂技术在碳钢表面成功制备了组织致密的UHMWPE涂层、UHMWPE-0.2%graphene和UHMWPE-0.5%graphene复合涂层。石墨烯的添加,能够有效提高涂层在模拟海洋环境中的耐蚀性、抗生物污损性及耐磨性。