采用荧光纳米填料改性环氧涂层实现缺陷可视化

通过水热法制备了8-羟基喹啉锌(ZnQ₂)荧光耐蚀双功能纳米填料,并添加到环氧树脂中制备荧光指示底漆;以单宁酸修饰的碳纳米管(TA-CNTs)作为填料制备高阻隔性环氧面漆,最终合成具有荧光缺陷指示与高耐蚀的双功能涂层。利用SEM、FT-IR、XRD、荧光光谱等验证了荧光纳米材料的成功合成;通过电化学测试和盐雾实验对该复合涂层的耐蚀性进行了评价,并通过荧光显微镜对复合改性涂层的缺陷指示功能进行了验证。结果表明：合成的ZnQ₂纳米填料具有优异的荧光指示和缓蚀作用,复合涂层经30 d的中性盐雾实验后,其低频阻抗|Z|_{0.01 Hz}仍保持在2.95×10⁹Ω·cm²,表现出了优异的耐蚀性。当复合涂层发生机械损伤时,涂层破损处在365 nm紫外照射下可发生强烈荧光。且经过盐雾实验10 d后,涂层缺陷处的荧光依旧保持良好,表明该荧光涂层有利于对涂层缺陷的快速诊断和维修指示。     

聚苯并噁嗪基三维超疏水涂层的制备及抗磨损腐蚀性能

以聚苯并噁嗪(PBA)树脂为基底,通过调控Al2O3-ZrO2微纳米填料添加量及其配比,并喷涂在碳钢表面形成了一种三维超疏水涂层.分别采用接触角测量仪、扫描电镜、摩擦磨损实验、三维超景深显微镜,研究了Al2O3-ZrO2/PBA涂层表面水滴接触角与微观表面形貌的构效关系,考察了不同Al2O3-ZrO2微纳米填料添加量对...     

有机涂层防护性能与失效评价研究进展

简要综述了近年来评价有机涂层防护与失效的宏观与微观电化学方法。介绍了直流电化学极化、电化学阻抗谱(EIS)、电化学噪声(ENM)等宏观电化学测试方法,此类方法主要反映涂装材料的整体防护特性和老化失效规律;而微区电化学测量方法,如局部电化学阻抗(LEIS)、扫描开尔文探针(SKP)、扫描振动电极(SVET)、扫描电化学显微镜(SECM)和原子力显微镜(AFM)等,主要用于涂层局部或微缺陷的检测,以及界面层物理化学变化规律的研究。简述了应用这些方法所取得的成果,对进一步研究涂层失效具有一定指导意义。     

基于微纳米胶囊型填料提升防腐涂层耐久性的研究进展

金属涂层的完整性和耐久性对钢结构的耐介质腐蚀影响很大。微纳米胶囊型填料能在防腐涂层发生局部破损或者出现微裂纹时,对涂层下微环境变化产生应激响应,释放出缓蚀性物质或者聚合物单体,实现对涂层的自修复,填充空隙,从而显著提高涂层的抗介质腐蚀能力。首先介绍了微纳米自修复涂层的原理,并以介孔SiO₂、层状双氢氧化物、埃洛石纳米管和金属有机框架化合物等几种新型微纳米填料为代表,对其在自修复高耐蚀涂层上的应用和优缺点进行了简单的总结和展望,为高耐蚀长效涂层的开发提供一些思路。     

铝合金超疏水转化膜的制备与性能

通过超声辅助FeCl3/HCl混合溶液化学刻蚀、高锰酸钾钝化和超声沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(PFCPS),在AA6061铝合金表面构建一层超疏水转化膜。采用场发射扫描电镜、接触角测试及红外光谱分别表征该超疏水转化膜的微观形貌、疏水性能和化学成分。结果表明:铝合金经超疏水处理后,不仅其水接触角可达到153°,且具有较好的自清洁性、抗酸碱侵蚀能力、耐摩擦能力和抗腐蚀能力。相较于传统的静置法,超声制备的超疏水铝合金表面不仅可改善PFCPS在Al基体表面自组装的均匀程度,而且提高其与铝合金基体的结合力,形成具有良好防护性能的超疏水保护层。     

窑街和龙口油页岩酸洗脱灰的影响因素

以正交实验为基础,研究了窑街和龙口两种油页岩在酸洗脱灰过程中的影响因素。在室温条件下,考察了油页岩粒度(A)、固液比(B)、HF浓度(C)和浸泡时间(D)4种因素对脱灰的影响,通过极差分析和方差分析得出4种因素对这两种油页岩脱灰的影响次序相同,都为A>C>D>B;最佳脱灰方案也相同,均为粒度0~0.2 mm、固液比1∶10 g/mL、HF质量分数40%、浸泡时间5 h。在此方案下这两种油页岩的脱灰效果最好,脱灰后孔隙率增加,热解速率明显加快。     

海洋防污涂层的抗污机制及制备策略研究进展

首先简要陈述了海洋生物/微生物在金属基底表面的生物粘附和代谢物-腐蚀过程,包括条件膜吸附、生物膜形成、藻类和幼虫附着、大型生物寄居4个阶段。其次介绍了海洋防污涂层的2种抗污机制,分别是利用物理法抑制生物污损在材料表面附着和利用化学法释放防污剂或是产生活性氧杀灭微生物,并对比和分析了2种抗污机制的差异及其局限性。进一步将海洋防污涂层的构筑策略分为协同抗污和仿生抗污这两大类,其中协同抗污策略包括利用复配防污剂来提升抗菌广谱性,降低耐药性,或是引入电、热、磁等外场干预来协同强化涂层抗污效果。仿生抗污策略则是师法自然,在材料表面构筑微纳米结构,赋予涂层超浸润、超润滑、动态自抛光等仿生学特性,从而实现涂层的高效抗污。此外,还可以在涂层中引入天然防污剂或合成其衍生物,以降低防污剂对生态环境的毒害作用。最后展望了涂层防污机制的研究方向,并提出了新一代防污涂层的设计思路。     

石墨烯纳米片提升环氧富锌涂层耐蚀性的影响机制研究

环氧富锌涂层(ZRE)在海上风电、高速列车中防腐蚀方面得到了广泛应用,富锌涂层中作为牺牲阳极相的Zn粉利用率与涂层中的微导电通道有关.通过向ZRE中添加石墨烯纳米片(GNP)来提高ZRE的屏蔽性能和涂层中Zn粉的阴极保护效率,研究了添加0.5％(质量分数)GNP的ZRE涂层对碳钢保护的长效性影响.利用SEM和光学显微镜对模拟海水浸泡后的涂层表面微观形貌和碳钢基体的宏观形貌进行表征;通过对比涂层电化学阻抗中的特征低频阻抗|Z|0.01Hz和特征频率f-45°随时间的变化规律,发现GNP可显著提升ZRE涂层的耐蚀能力.采用微区电化学测试技术(SVET)研究了表面带模拟缺陷ZRE涂层在模拟海水中的腐蚀发展过程,发现GNP可显著扩展Zn粉的牺牲阳极保护区域,可将40％(质量分数,下同)Zn含量的ZRE涂层的|Z|0.01Hz提高1个数量级.在120 h浸泡周期内,含GNP的ZRE涂层可以为缺陷下的碳钢基体提供有效的阴极保护.进一步研究表明:0.5％的GNP对40 ％ZRE防腐蚀性能提升最明显,其次是70％ZRE和10％ZRE.这是因为ZRE涂层内均匀分散的GNP片层结构不仅可显著提升ZRE涂层的物理屏蔽性能,同时还通过GNP-Zn微电偶激活了Zn粉牺牲阳极活性,以及通过桥梁作用强化了Zn颗粒之间的联络导电能力,从而提高了涂层中Zn粉的利用效率.