钛基体上氧化铝膜层的耐高温和耐腐蚀性能研究

钛材高温氧化严重,为了提高其使用性能,采用溶胶-凝胶法在钛合金材料表面制备了耐腐蚀性能优良的三氧化二铝膜层.通过700 ℃下氧化增重的测量、扫描电镜对涂层高温氧化前后表面形貌的观察以及其在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线测量表明,带涂层的试样在700 ℃、20 h的增重仅有0.028 0 mg/cm2,无涂层的试样增重为1.005 2 mg/cm2;带涂层的试样ΔE=1 203.5 mV,裸露钛合金试样的ΔE=154.6 mV.在钛合金材料表面制备的氧化铝溶胶-凝胶膜层具有提高钛合金材料表面抗高温氧化和耐腐蚀性能的特点.     

银离子掺杂有机硅烷薄膜耐蚀和抗菌性能研究

为了制备具有抗菌特性和良好耐腐蚀性的不锈钢,通过溶胶-凝胶方法在乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂中加入银离子,得到含银有机硅烷水解溶液,并通过喷涂在不锈钢表面制备了抗菌、耐蚀的不锈钢抗菌膜层,研究了银离子的掺入工艺以及薄膜的抗菌性能和耐蚀性能.结果表明,银离子含量增加到3%以上时,样品的抗菌性能均增加到99.9%以上,不锈钢表面经过预氧化处理的略优于表面未经预氧化处理的薄膜.10?Cl3溶液点蚀试验表明,样品的点蚀率仅为相同条件下不锈钢的1/40.银离子掺杂的乙烯基三甲氧基硅烷薄膜可以明显地提高不锈钢表面的耐腐蚀性能,同时赋予其抗菌性能.     

纳米ZrO2缓冲膜的性能研究

用溶胶－凝胶技术,在金膜与基体不锈钢箔之间制备了一层ＺｒＯ２缓冲膜。在前期研究工作的基础上,通过ＴＥＭ、ＡＥＳ、ＳＥＭ等测试手段对ＺｒＯ２缓冲膜的结构及性能进行了表征。结果表明,溶胶－凝胶法制备的ＺｒＯ２缓冲肛螈粒度尺寸为纳米级;８５０℃处理后,没有涂覆缓冲膜的蒸金不锈钢箔与金膜之间存在着严重的互扩散反应,缓冲膜的涂覆可以有效地抑制高温互扩散反应。带有缓冲膜的蒸金不锈钢箔在高温热处理后仍能保持清晰     

二氧化硅基有机-无机防腐蚀杂化膜的制备及性能

传统的钢铁表面覆膜技术如磷化、铬酸盐钝化等污染严重,硅烷化和有机-无机杂化涂层用于金属预处理则具有耐温、耐腐蚀等优点,又利于环保.以正硅酸乙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,采用溶胶.凝胶法制备了SiO2基有机-无机杂化材料.通过红外光谱对不同温度处理的杂化材料进行了分析,以差示扫描量热法研究了杂化材料在不同温度下的吸放热反应,结合对杂化溶胶涂覆于钢铁基体表面形成涂层的塔菲尔曲线分析,对杂化膜的保护性能进行了研究.结果表明:涂层试样在N2气氛下300℃热处理,可以保证涂层中Si-O-Si键等最大程度地键合,并有效保留了有机组分,从而有利于保证杂化材料涂层的完整性,较大地提高了基体钢铁的耐腐蚀性能,可作为金属表面涂装处理工序中良好的中间过渡层.     

柠檬酸钠在常温磷化中的作用

传统的亚硝酸盐磷化促进剂不符合清洁生产的发展需要,为此,通过X射线衍射、极化曲线、扫描电镜方法研究了柠檬酸钠作为促进剂对常温磷化的成膜时间、成膜厚度、磷化膜的表面状态及耐蚀性等的影响.结果表明,柠檬酸钠含量在0.5～2.5g/L时能有效增加磷化膜的厚度,成膜均匀致密,膜层耐腐蚀性能最佳.     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料.通过浸渍-提拉法在铝合金(LY12)基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系.结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据.     

溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜及其性能研究

首先通过溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)为前驱体,硝酸(HNO3)为催化剂,制备出二氧化硅溶胶。采用浸渍提拉法在金属表面涂覆二氧化硅胶膜,并经热处理后制备出二氧化硅薄膜。向溶胶中添加F-硅烷偶联剂对薄膜的疏水性能进行改善。采用FT-IR、SEM、TG系统分析了薄膜的化学组成、微观形貌和热稳定性,研究了不同原料比、成膜温度对薄膜硬度、附着力及耐腐蚀性能的影响。结果表明,当硅、酸物质的量比为15∶1时,二氧化硅薄膜的硬度最高,可达9H;附着力最好,最高达2级;耐盐雾腐蚀性能最好,最高盐雾时间为25 min;且通过SEM分析可知薄膜的表面裂纹最少,且无明显凝胶析出物;通过热失重的分析表明溶胶反应温度对薄膜热稳定性的影响不大。     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米Si02涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料。通过浸渍-提拉法在铝合金（LY12）基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系。结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据。     

镁合金表面SiO2/有机硅杂化涂层的制备及其耐腐蚀性能

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,先对其表面进行磷化,再采用溶胶-凝胶法在磷化膜表面制备SiO2/有机硅杂化涂层。采用电化学工作站测试涂层的极化曲线,并用金相显微镜观察了其腐蚀前后的表面形貌。结果表明:磷化膜表面的杂化涂层光滑、黏附性优良,硅溶胶与有机硅树脂形成了有机无机网络连接;磷化膜表面涂覆有机硅树脂和杂化涂层都可以显著提高镁合金的耐腐蚀性能,但后者的效果更加明显。     

Sol-gel法在烧结型NdFeB永磁材料表面制备耐蚀纳米MgO膜层的研究

以无机镁盐为前驱物,无水乙醇为溶剂,添加适量的表面活性剂,采用溶胶-凝胶法在烧结型NdFeB永磁材料表面首次成功制备了纳米MgO膜层.讨论了不同工艺条件对溶胶-凝胶稳定性的影响,采用DSC-TGA、XRD、腐蚀浸泡试验等手段对其进行表征,结果表明,前驱物镁离子浓度在0.03～0.15mol/L范围内,v(无水乙醇):v(表面活性剂(火棉胶))=(6:4)～(8:2)时,均能制备出透明、稳定的溶胶;通过最佳热处理工艺在烧结型NdFeB永磁材料表面形成了致密、耐蚀的纳米MgO膜层,且MgO的晶粒取向在{200}和{220}晶面上,在450℃热处理后的MgO平均晶粒尺寸为23.43nm.     

掺银离子TiO2薄膜的结构及与不锈钢基板的界面反应

采用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备掺银的TiO2薄膜,研究氧化处理对不锈钢表面Ag/TiO2抗菌薄膜组成和性能的影响,利用X-射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等对经氧化处理和未经处理的不锈钢表面Ag/TiO2薄膜进行比较,研究薄膜的结构、界面反应特征及机制.发现:未经氧化处理的不锈钢由于其中的铁原子进入薄膜与TiO2反应形成钛酸铁固溶体薄膜;经氧化处理后不锈钢表面形成一层比较致密的氧化铁层,阻止了不锈钢内部的铁原子扩散进入薄膜与TiO2反应,表面同时形成钛酸铁和锐钛矿型的TiO2薄膜;锐钛矿型的TiO2与银离子反应形成钛酸银,既保持了银离子的高杀菌性能(样品的6小时抗菌率达到100%),同时又不至使金属银形成而使材料变色.在未经氧化处理的不锈钢表面,掺银TiO2薄膜中的银离子转化为单质银,抗菌性能低.     

Ti/TiN纳米多层薄膜改性层在Troyde s模拟体液中的抗腐蚀性能

用电弧离子镀设备，在医用不锈钢基体上沉积Ti／TiN纳米多层薄膜，考察薄膜在Troyde’s模拟体液中的抗腐蚀性能．结果表明，在中性与酸性模拟体液中316L Ti／TiN(45／45s)体系的击穿电位分别提高5倍和2倍，腐蚀电流密度为基体的1／8与1／3，明显降低发生局部腐蚀的敏感性，但滞后环的出现说明薄膜被击穿后自修复能力较差．分析说明薄膜的纳米多层结构与纯Ti层的存在可有效提高医用不锈钢在Troyde’s模拟体液中的抗点蚀能力．     

不锈钢表面纳米TiO2膜的制备及其耐蚀性能

电化学方法合成钛酸乙酯，加入乙酰丙酮改性，经溶胶-凝胶过程在不锈钢表面制备了纳米TiO2晶膜，FTIR，AFM和XRD法分别对TiO2膜进行了表征，基体表面修饰的TiO2膜具有均匀完整的纳米结构，晶粒粒径20nm，晶型结构主要为锐钛矿型，采用阳极极化曲线和浸泡实验测试了纳米TiO2晶膜在硫酸介质中的腐蚀行为，实验表明不锈钢表面覆盖纳米TiO2晶膜后耐蚀性能大幅度提高。     

不锈钢基片上制备Ag+/TiO2抗菌薄膜的研究

用溶胶—凝胶法在经过表面氧化处理的不锈钢基板上制备了含银的锐钛矿型二氧化钛复合薄膜，对薄膜进行了XRD、SEM、光学显微镜等分析，并对不锈钢的抗菌性和其他性能进行了测定，讨论了样品中结构与性能的关系。     

大气区钢结构氧化聚合型包覆防腐蚀技术

大气区钢结构关键部位由于其结构复杂,表面处理困难,采用涂层防护无法起到良好的防腐效果,而氧化聚合型包覆防腐蚀技术针对钢结构的关键连接部位具有优异的防护效果。氧化聚合型包覆防腐蚀技术由3层紧密相连的保护层组成,依次为防蚀膏、防蚀带和外防护剂。该技术对钢结构表面处理要求低,防蚀膏与钢结构表面紧密结合起到缓蚀防锈作用;防蚀带粘贴在钢结构表面,永久保持非固化、柔软的状态,从而达到最佳的防腐性能;外防护剂与空气接触氧化聚合,形成坚韧的皮膜,具有优异的耐老化性能,由于该材料具有良好的柔软性,能够抚平、粘贴在任何形状表面,因此可以广泛适用于各种复杂形状的结构或构件,被称为"可粘贴的重防腐涂料"。氧化聚合型包覆防腐蚀技术施工工艺简单,节省施工时间,有效防护寿命长,已证明是解决大气区钢结构关键部位腐蚀难题的十分适用的防腐蚀技术。     

不锈钢表面处理对Cr2O3薄膜太阳能选择吸收性能的影响

采用Sol-gel法以及浸渍提拉法在不锈钢表面制备了Cr2O3选择性吸收薄膜。分别采用喷砂处理和氧化液腐蚀两种方式对不锈钢进行表面处理,考察不同表面处理方式对Cr2O3太阳能选择吸收薄膜性能的影响。用Lambda 750型UV-Vis-NIR分光光度计和Tensor 27型BRUKER红外光谱仪分别测试薄膜在可见-近红外光谱区和红外光谱区的反射光谱。结果表明,氧化液处理的不锈钢基体,其表面所涂覆薄膜的红外发射率明显降低,发射率由喷砂基体的0.465降低到0.186,具有良好的选择吸收性。     

Si3N4和52100钢对磨副材料对CrN薄膜干摩擦学行为的影响

利用阴极电弧离子镀技术在316L不锈钢基体上制备了CrN薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪对CrN薄膜的形貌、成分和力学性能进行了表征。为了研究Si_3N_4和52100钢对磨副材料对CrN薄膜和316L不锈钢干摩擦行为的影响,在2N、5N、8N三种载荷下,将CrN薄膜和316L不锈钢基体与Si_3N_4陶瓷球和52100钢球分别进行了往复式滑动干摩擦实验。采用扫描电子显微镜观察了磨痕的微观形貌,并对CrN薄膜和316L不锈钢基体的磨损机制进行了分析。结果表明:CrN薄膜表面平整,缺陷较少;CrN薄膜的纳米硬度约为28GPa,弹性模量约为350GPa;与Si_3N_4陶瓷球相比,CrN薄膜与52100钢球摩擦时摩擦因数相对较小(保持在0.7左右)且更加稳定;316L不锈钢的摩擦因数远大于CrN薄膜且波动较大;对磨球为Si_3N_4陶瓷球时,CrN薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损,伴有少量的氧化和黏着磨损,316L不锈钢的磨损机制主要为磨粒磨损和塑性变形,伴有少量的氧化和黏着磨损;对磨球为52100钢球时,CrN薄膜的主要磨损机制为黏着磨损,伴有少量的氧化,316L不锈钢的磨损机制主要为黏着磨损,伴有少量的氧化和磨粒磨损。CrN薄膜与两种对磨球的磨损量均小于316L不锈钢基体的磨损量,说明CrN薄膜有效提高了基体的耐磨性。     

03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢动态力学性能和本构关系

以准静态压缩性能作为参考,通过气枪式霍普金森压杆试验,研究了03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢在常温20℃和低温-40℃两种环境条件下的动态力学性能,并基于Johnson-Cook本构模型建立了03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢本构关系。结果表明,准静态及高应变率下,03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢的强度均随着温度的降低呈升高趋势;与准静态相比,03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢在高应变率下显示出明显的应变率硬化效应;在1 500/s~4 000/s高应变率范围内,随应变率的增加,钢板动态强度略有增加,但应变率硬化效应不明显。      

反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

通过对反复焊接1～5次的超低碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀试验及应力腐蚀试验，研究了反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能的影响。试验结果显示，在同一部位反复焊接5次后，超低碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向和应力腐蚀敏感性没有发生明显变化，表明超低碳奥氏体不锈钢在选择合适的焊接材料、焊接工艺和焊接方法的前提下，同一部位可反复焊接5次，而其耐腐蚀性能不会受到影响。