用溶胶-凝胶法制备保护涂层的研究进展

溶胶-凝胶(Sol-gel)法用于金属及合金表面制备保护涂层可明显提高材料在各种环境下的耐蚀性、抗高温氧化性、耐磨性等性能,从而扩大金属及其合金的应用范围.介绍了Sol-gel涂层的制备技术、涂覆工艺以及涂层热处理的一般原理及特点,总结了该技术制备保护涂层的应用现状及最新研究进展,讨论了制备单组分氧化物涂层如ZrO2涂层、SiO2涂层、CeO2涂层、Al2O3涂层、TiO2涂层,双组分氧化物涂层如ZrO2-CeO2涂层、SiO2-ZrO2涂层以及多组分氧化物涂层的制备方法及涂层对基体材料的保护作用,并对其保护机理进行了初步探讨.     

Ni60A基复合涂层的制备及其耐蚀性能研究

装卸机的抓斗,在服役过程中受到严重的磨损与腐蚀,易使抓斗斗口板失效。Al_2O_3粉末与镍基自熔性合金粉末Ni60A混合后,用热喷焊工艺在斗口板基体材料表面制备出复合涂层,能有效改善其耐磨耐蚀性能。Al_2O_3的加入量对Ni60A涂层在不同介质中的耐蚀性能有不同的影响,结果表明,当Al_2O_3含量为0.5%时,涂层在稀硝酸溶液中的腐蚀速率最小。     

溶胶-凝胶技术在铝合金表面处理中的研究进展

采用溶胶-凝胶（Sol-gel）方法可以在材料表面制备各种Sol-gel无机物膜层,以赋予材料新的使用性能。综述了溶胶-凝胶技术在铝和铝合金的表面涂层制备以及在铝合金阳极氧化膜封闭方面的应用现状,指出溶胶-凝胶技术在铝合金表面处理方面是又一重要的绿色环保、有效的新技术。     

镁稀土合金表面氧化铈-氧化钇稳定氧化锆涂层的耐高温及抗腐蚀性能

为提高镁稀土合金Mg-Gd-Y-Zr的耐高温和抗腐蚀能力,采用溶胶-凝胶法在该合金板表面制备了氧化铈掺杂氧化钇稳定氧化锆(CYSZ)的耐蚀涂层.X射线衍射和红外光谱等分析结果显示该涂层主要由CeO2-Y2O3-ZrO2等氧化物组成.析氢法和交流阻抗等电化学测试表明CYSZ涂层在5%NaCl溶液中比铬酸盐转化膜耐蚀性能更好,溶胶-凝胶膜贮藏和缓慢释放缓蚀剂显著增强了耐蚀涂层对基体镁合金板的耐盐水腐蚀能力.高温氧化动力学行为表明,在623 K时该膜对基体镁合金能够进行长时间保护.     

无铬达克罗润滑防腐蚀封闭涂层的制备与性能研究

为提高无铬达克罗涂层的润滑及耐蚀性能,采用片状铝粉为填料,PTFE为润滑填料,硅烷A-187为成膜物,制备了一种应用于无铬达克罗涂层表面的水性无铬润滑封闭涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)测试、中性盐雾试验、动电位极化曲线测试和电化学阻抗分析等手段对涂层的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征.结果表明:制备的水性无铬润滑封闭涂层与无铬达克罗涂层结合良好,涂装后表面均匀且致密;复合涂层(无铬达克罗涂层+水性无铬润滑封闭涂层)防护体系经960 h盐雾试验后,表面无红锈产生;复合涂层与单层无铬达克罗涂层相比,腐蚀电位正移,腐蚀电流降低,腐蚀电阻增加,表明复合涂层具有较好的耐蚀性能.     

P7412陶瓷涂层的制备与腐蚀机理的研究

利用等离子喷涂技术制备NiCr作为粘接层的P7412陶瓷涂层。采用失重法研究了P7412涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率。采用SEM观察涂层腐蚀前后的表面形貌,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)技术研究涂层腐蚀过程中的电化学特征。根据陶瓷涂层的特殊结构,建立等效电路图并进行拟合分析,同时结合涂层的失重曲线研究涂层的腐蚀机理。失重曲线显示陶瓷涂层质量在3.5%NaCl溶液中出现周期性增减变化。电化学研究结果表明,基体表面腐蚀钝化膜以及腐蚀产物等都会影响涂层失重。氧化膜的生长与溶解以及腐蚀二次产物的积累共同导致了涂层质量出现增减交替的变化。     

熔覆电流对Inconel 625涂层组织与性能的影响

为了提高合金钢表面熔覆镍基合金涂层的质量,研究工艺参数对镍基合金涂层性能的影响,采用等离子熔覆技术制备Inconel 625涂层,利用金相显微镜、XRD观察并测试涂层的显微组织形貌与物相组成,采用电化学方法、显微硬度测试以及摩擦磨损试验研究了熔覆电流对涂层耐蚀性能和耐磨性能的影响规律。结果表明：熔覆电流改变了Inconel 625涂层的组织形貌和γ-Ni相不同晶面的择优倾向,当熔覆电流为80 A时获得组织细小、结构致密、(111)晶面择优生长的镍基合金涂层;与熔覆电流分别为60,70,90 A条件下制备的涂层相比,该涂层的腐蚀倾向最小,腐蚀速率最低,钝化区间最大,耐蚀性能优异;Inconel 625涂层的显微硬度值显著大于基体,当熔覆电流为80 A时涂层的显微硬度值最大,约为基体的1.89倍,耐磨性能最佳。     

防腐蚀涂料性能的电化学检测方法

综述了电位-时间法、交流阻抗法、电化学噪声法以及多重动电位扫描技术等腐蚀电化学方法在评价涂层耐蚀性能中的应用,阐述了电化学方法评价涂层耐蚀性能的基本原理、一般规律和特点,指出电化学方法评价涂层性能具有快速、准确、方便、能提供较多定量和半定量有关涂层失效和涂层下金属腐蚀信息的优点。     

后处理对高速氧火焰喷涂NiWCrBSi涂层耐蚀性能的影响

对于要求耐磨性和腐蚀的机械零部件，高速氧化火焰喷涂覆技术是一项较实用和可行的技术，在腐蚀环境中，耐蚀材料涂层的孔隙率是一个较重要的因素，为此探讨了在碳化性火争和氩气氛中进行加热后处理的试验结果，并提出两种条件下NiCrWBSi 涂层处理前后显微组织性能与孔隙率的变化，结果表明，两种处理方法均显著地减少了涂层的孔隙率，并改变了喷涂时所形成的层状组织，减少了显微裂纹，经5％NaCl溶液中的相关检测，其耐蚀性能有所提高。     

表面改性处理对银包铜导电涂层的性能影响

针对银包铜涂层耐腐蚀性能差的特点，对银包铜粉进行表面改性处理并制备导电涂层，以提高其耐蚀性能。采用化学镀制备银包铜粉，分别用硬脂酸、苯并三氮唑和十七氟癸基三甲氧基硅烷进行表面改性处理。将不同表面改性处理后的银包铜粉作为导电填料，改性丙烯酸树脂为基体，制备出耐腐蚀的银包铜粉导电浆料。将其涂覆在聚酯(PET)薄膜上，采用低温固化工艺，得到耐腐蚀的银包铜涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱、直流低电阻仪、接触角测试仪分析涂层的成分、形貌、导电性、表面润湿状况，以及用电化学工作站和盐雾浸泡实验分析其耐腐蚀能力。结果表明：用硬脂酸处理的银包铜粉制得的涂层接触角最大，为140°;电阻率为1.06×10^-3Ω·cm。采用苯并三氮唑改性处理的银包铜粉制备的涂层在中性盐雾腐蚀后仍具有良好的导电性，同时在电化学测试中腐蚀电位最正，显示了良好的耐腐蚀性能。     

聚邻氯苯胺-纳米SiC/环氧树脂复合材料的制备与防腐性能

导电聚合物在金属腐蚀领域存在着潜在的应用前景。为获得防腐性能良好的聚邻氯苯胺(POCl)-nano SiC/环氧树脂复合材料,利用原位聚合法制备了盐酸掺杂态POCl-nano SiC复合改性材料。通过FTIR、UV-vis、XRD、TGA、XPS和SEM等分析手段对其结构、组成和形貌进行了表征。以POCl-nano SiC复合改性材料为填料,环氧树脂为成膜物质,在碳钢表面制备了POCl-nano SiC含量为3wt%、5wt%和8wt%的POCl-nano SiC/环氧树脂复合涂层,并通过SEM对涂层的断面形貌进行了观察。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗谱研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的防腐性能。结果表明,POCl-nano SiC填充量为5wt%的POCl-nano SiC/环氧树脂复合涂层表现出较好的抗腐蚀性能,其腐蚀速率为2.78×10-3 mm/y,腐蚀保护效率高达90.45%。表明适量的POClnano SiC作为环氧树脂涂层的增强相,降低了涂层的孔隙缺陷,在腐蚀介质刺激下,能够在碳钢表面形成钝化保护层。Nano SiC粒子在涂层中充当着类似栅栏结构的屏障,从空间结构上阻止了气体分子和腐蚀溶液向金属基底的渗透。     

绿色再制造工程及其在装备防腐蚀方面的应用

绿色再制造是废旧装备高技术修复、改造的产业化,是通过使用优于原始制造的先进技术,充分挖掘因腐蚀、磨损而失效的装备中蕴含的高附加值,具有显著的节能、节材、环保的特点.通过再制造关键技术对装备进行腐蚀控制,可提高装备防腐蚀的性能,赋予装备新的寿命,最大限度地保障装备的循环利用.为此,着重介绍了高速电弧喷涂长效防腐蚀技术、纳米电刷镀防腐蚀耐磨涂层技术、非晶态合金化学镀层防腐蚀技术、纳米固体薄膜减摩防腐蚀技术和纳米防腐蚀涂料及涂装等再制造防腐蚀技术及应用.     

Corrosion behaviour of steel with PVD CrxN coatings

The application of PVD coatings for wear protection of tools is well known. Since many years, TiN coated cutting and forming tools are state of the art. In contrast, the application of PVD coatings on machine parts is not standard today. This is caused by the problems of coating deposition on components as well as the fact that wear protection and corrosion protection is demanded for many parts with longer lifetime. TiN produced by means of PVD technique is good for wear protection, but with respect to corrosion there are problems. On the other hand electropolated chromium is a reliable coating to resist corrosion, but wear resistance is limited. PVD Cr_xN coatings promise to combine the advantages of hard coatings and electropolated chromium. The present study focuses on the corrosion properties of magnetron sputtered Cr_xN coatings. Different types of coatings on steel substrates with various amounts of nitrogen were investigated in order to take into account aspects of coating deposition resp. coating material, coating structure and coating morphology. Additionally several graded and multilayer coatings were studied to show influences of coating system design. Electroplated hard chromium was used as reference material for corrosion resistance. To explain the corrosion behaviour, crystallographic phases and structure of coatings were analysed by X‐ray diffraction and morphology by SEM. It could be shown that the corrosion behaviour depends on all these parameters and that 8 μm chromium nitride provides the same corrosion protection as 48 μm electroplated chromium.     

海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况

综述了国内外几十年来在不同海水环境中对热喷涂锌铝及其合金涂层防护性能和机理研究的成果.热喷涂锌铝及其合金涂层在海洋环境中具有优良的长效防护性能,锌具有优良的电化学保护性,铝具有比锌更好的化学稳定性,锌铝合金既保留了锌的电化学特点,又具有铝的化学稳定性能.指出了今后的研究重点应该是金属与有机复合层在浪花飞溅区苛刻腐蚀环境下界面的腐蚀规律和腐蚀机理的探讨,对金属与有机复合层界面的腐蚀原因在理论上做出了本质的解释,并能预测涂层体系的防腐蚀寿命.     

聚苯胺电活性涂层对碳钢的防腐蚀性能研究

将化学聚合所得的聚苯胺(PANI)粉末分散于羟基丙烯酸树脂中,可制备出粘接力强、有一定导电性的防腐蚀涂料.通过测量不同PANI含量涂层的开路电位、自腐蚀电流及涂层的交流阻抗谱随时间的变化,研究了聚苯胺含量对涂层防蚀性的影响.结果表明,聚苯胺含量过高或过低,涂层的防蚀性均不佳,只有当聚苯胺含量为10%～15%时,涂层的防蚀性最好.基于不同PANI含量的涂层经不同浸泡时间后等效电路的变化,探讨了聚苯胺的防腐蚀机制.     

镁合金浸锌合金溶液中金属离子对浸锌层的影响

镁合金电镀或化学镀之前一般均需要进行浸锌处理,浸锌层的质量直接影响到镀层和基体间的结合力,也关系到镀层的耐蚀性等.为提高镀层的结合力与耐蚀性,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、塔菲尔极化曲线等方法,对比研究了一元Zn,二元Zn-Fe,Zn-Ni,Zn-Co,Zn-Cu以及三元Zn-Ni-Fe等浸锌工艺在AZ91D镁合金上获得的浸锌层,并详细分析了各种金属离子对浸锌层形成过程的影响.结果表明:Ni2+的加入既能提高镀层的覆盖率,又能使镀层结合力提高;Fe3+的加入可以细化浸锌层的晶粒;Cu2+的加入可以提高镀层的覆盖率,使浸锌铜镀层的覆盖率达到了99.1%;Co2+对镀层的性能有不好的影响,既降低了镀层的覆盖度,又降低了镀层的结合力.     

Effects of Nano Pigments on the Corrosion Resistance of Alkyd Coating

Alkyd coatings embedded with nano-TiO2 and nano-ZnO pigments were prepared. The effects of nano pigments on anticorrosion performance of alkyd coatings were investigated using electrochemical impedance spectrum （EIS）. For the sake of comparison, the corrosion protection of alkyd coatings with conventional TiO2 and ZnO was also studied. It was found that nano-TiO2 pigment improved the corrosion resistance as well as the hardness of alkyd coatings. The optimal amount of nano-TiO2 in a colored coating for corrosion resistance was 1%. The viscosities of alkyd coatings with nanometer TiO2 and ZnO and conventional TiO2 and ZnO pigments were measured and the relation between viscosity and anticorrosion performance was discussed.     

重防蚀涂装体系在广岛和重庆的自然环境试验

大量的工业设施受酸雨和海洋腐蚀较为严重,中国重庆和日本广岛的自然环境具有一定的特殊性和代表性,针对4种用途13种涂装工艺的重防蚀涂装体系进行了耐酸雨和海洋严酷环境腐蚀规律的自然环境对比试验.结果表明:在重庆的涂层腐蚀均比广岛严重;所有暴露3年的试样,在重庆的划痕单侧最大腐蚀宽度几乎都超过3 mm,而在广岛几乎都在3 mm以下;即使按耐强腐蚀环境设计的重防蚀涂装试样,在重庆的腐蚀也比较严重.重庆的自然环境腐蚀严酷度等级比广岛高1个等级,在酸雨地区对钢铁具有较好保护作用的涂装体系(防蚀性和装饰性保护层)有两种:(1)热浸Zn→环氧底漆→聚氨酯面漆;(2) 厚膜无机富锌漆→喷涂层→环氧底漆→环氧底漆→聚氨酯中涂漆→聚氨酯面漆.     

水电站大坝金属结构物的防腐蚀措施及效果

水电站金属结构物受到大气、水、泥沙的腐蚀破坏,必须对其进行周期性检修和防腐蚀保护.以三峡 -葛洲坝水利枢纽实践为基础,介绍了水电站金属结构物防腐蚀保护方法以及金属层、有机涂料、无机涂料等防腐蚀材料的选用.在高速水流区金属结构物采用环氧金刚砂涂层、热喷碳化钨涂层及钛纳米聚合物涂层,水下金属结构物采用热喷锌层加有机涂料层封闭,大气环境下金属结构物采用环氧类涂料作底涂和丙烯酸聚氨酯涂料作面涂,都取得了比较好的防腐蚀效果.     

太阳能热发电中储能容器防护涂层的制备与研究

为延长贮有高温金属相变材料容器的使用寿命,在其表面制备了防护涂层.对几种不同配方涂层的抗热震性能、力学性能、耐蚀性能及使用寿命进行了分析,结果表明,涂层的抗热震性能好,涂层与基体结合强度较高,涂层在一定温度限制下具有较好的耐蚀性,而且容器材料的使用寿命也得到很大的延长.