阳极氧化法制备铝基超疏水涂层及其稳定性和耐蚀性的研究

铝由于在潮湿的环境中很容易受到污染和损坏,从而严重影响了其美观性和用途。为了改善铝基材料的耐腐蚀性能,采用电化学阳极氧化法与十四酸修饰相结合的方式在铝基底上制备了超疏水涂层。通过场发射扫描电镜(FESEM)和X射线能量色散光谱(EDS)对涂层表面形貌和化学组成进行了表征。同时利用接触角测量仪、喷砂实验和电化学测试分别对涂层表面的润湿性、机械稳定性以及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:当阳极氧化电压为20V时,所制备的涂层为最佳铝基超疏水涂层,此时涂层的接触角为(155.2±0.5)°,滚动角为(3.5±1.3)°。其对应的腐蚀电流密度较铝基底降低了2个数量级,腐蚀电位从-0.629V正移到-0.570V,呈现出优异的耐腐蚀性能。此外,该涂层还具有良好的机械稳定性。

多壁碳纳米管在含非离子表面活性剂Trition X-100溶液中的分散性

以非离子表面活性剂Trition X-100为分散剂,蒸馏水以及不同醇-水混合溶液为溶剂,对多壁碳纳米管进行超声处理,制备了初始质量浓度为0.4g/L的碳纳米管悬浊液,并运用紫外-可见吸收光谱和透射电子显微镜进行表征。结果表明,含Trition X-100的碳纳米管悬浊液的分散稳定性大大提高,经312h后基本趋于稳定。碳纳米管悬浊液的浓度因所用溶剂的不同在0.25～0.32g/L范围内略有差异,其中以无水乙醇与水的混合溶剂的分散效果相对最优。

掺杂纳米粒子有机-无机复合涂层的疏水、防护性能

为了改善复合涂层的疏水、防护性能,在正硅酸乙酯/硅烷(偶联剂,KH550)杂化溶胶中掺杂了纳米SiO2,纳米TiO2和羟基化的多壁碳纳米管(MWCNTs-OH),采用浸渍-提拉法制备了3种有机-无机复合涂层,用不同的修饰剂对其表面进行修饰。通过水接触角、扫描电镜(SEM)和电化学方法,研究了不同修饰剂对涂层疏水和防护性能的影响。结果表明:十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰剂对改善3种复合涂层的疏水性能效果最好,其接触角分别达到了120.95°,121.62°和146.58°;在3.5%NaCl溶液中3种复合涂层的腐蚀电流密度都比铝合金降低了3个数量级;3种复合涂层都具有良好的疏水和防护性能,其中MWCNTs-OH复合涂层的效果最佳。

模拟绿色植物光谱的填料设计与涂层制备研究

用高吸水材料、干叶粉、铬绿为原料,以新鲜植物叶片的反射光谱特征为模拟参照依据,设计了一种类植物光谱特征的填料,并将其加入到聚氨酯基体中制备成涂层。在较宽波长范围内对该涂层的反射光谱进行了研究,并用SEM对涂层的微观形貌进行了表征。实验结果表明,该涂层在400~2500 nm波段与植物叶片的反射光谱特征相一致,其相关系数达到0.9601,实现了对植物叶片反射光谱的高相似度模拟。

缓蚀剂在埃洛石上的担载与释放规律研究

将粘土矿埃洛石经碱刻蚀改性,用SEM、FT-IR和BET手段对其进行表征,后作为载体与2-巯基苯并咪唑的乙醇和丙酮溶液担载制得复合体,用分光光度法研究了缓蚀剂与粘土矿埃洛石的担载和释放规律。结果表明碱刻蚀改性去除了埃洛石内表面的一部分氧化铝层,使埃洛石的比表面积和孔容增加8.66%、51.90%。在丙酮溶液中,缓蚀剂与埃洛石的担载量达到9%且该复合体在腐蚀介质中实现缓蚀剂的缓慢释放,2min可达到Q235钢的最高缓蚀效率所需的缓蚀剂质量浓度。该复合体可望用作防腐涂层中缓蚀剂缓释填料。

绿色植被红边特征的研究（英文）

通过系统分析绿色植被在紫外可见波段光谱的产生机理,得出绿峰和红边是由叶绿素产生的。从叶绿素的结构上看,它属于卟啉类化合物,为了进一步探究红边产生的机理,合成了四苯基卟啉、四(4-甲氧基苯基)卟啉、四(4-磺酸钠苯基)卟啉、四吡啶基卟啉、四甲基卟啉、四(4-甲氧基苯基)卟啉合锌和四(4-甲氧基苯基)卟啉合铜,并采用紫外可见光谱、红外及核磁进行表征。通过对其紫外可见光谱的系统分析,提出"红边"不仅限于叶绿素,而是卟啉类化合物特有的光谱特征,红边是由卟啉环a2u(π)-eg(π*)跃迁产生的Q带所致。其位置不仅与卟啉的浓度相关,与卟啉化合物外侧取代基类型也有关系,金属卟啉对红边的位置影响较大。

Growth and corrosion behaviors of thin anodic alumina membrane on AA5083 Al-Mg alloy in incalescent medium

A self-ordered porous film was fabricated on aluminum alloy in a ternary boric-sulfuric-oxalic acid electrolyte system. By means of voltage–time response, the oxidation process as well as the growth efficiency was studied. Field emission scanning electron microscopy（FE-SEM） was adopted to reveal the morphological and microstructural features of as-fabricated oxide layers. The corrosion protection properties of the films were investigated by electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization measurements. The results showed that increasing the concentration of the double ionic layer located at the oxide interface could accelerate the film growth rate. The anodic oxidative layer with thickness of 8-9 μm and pore diameter of 10-14 nm maintains the pattern and topography of workpieces, compared with the overall closed film with hierarchical structure. Both samples exhibited much lower corrosion current density after boil water sealing. Meanwhile, a superior stability could be achieved through raising the ambient temperature.

热处理温度对铝合金纳米TiO_2复合涂层耐蚀性的影响

纳米TiO2耐蚀性能优良,采用溶胶-凝胶工艺、浸渍-提拉法在铝合金表面涂覆纳米TiO2复合涂层,并将涂层在不同温度下热处理,研究了热处理温度对纳米TiO2复合涂层耐蚀性能的影响。结果表明:100℃热处理的复合涂层的耐蚀性最佳,在3.5% NaCl溶液中腐蚀电流密度比铝合金基体降低了4个数量级,在基体表面形成了均匀的保护膜,对基体形成了良好的防护。

恒直流二次阳极氧化法构造类荷叶结构氧化铝薄膜

荷叶因为有特殊的尖岛状结构和具有低表面能的表层,因此具有良好的超疏水性能,能不受水的粘附,具有生物自净的能力。在金属的防腐蚀领域的应用就是构建金属表面的类荷叶结构。本研究通过对纯铝箔在磷酸环境下,使用低电压恒直流法进行阳极氧化,构建了类荷叶结构的氧化铝薄膜。并对薄膜的表观和性能进行表征,薄膜的接触角达到了152.24°,超疏水膜使铝在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电位正移0.1V,腐蚀电流密度降低3个数量级,有效地提高了铝的耐蚀性。

有机缓蚀剂对阳极箔直流扩面增容的影响

通过电化学测试技术和失重法,研究了扩孔腐蚀过程中有机添加剂聚乙二醇(分子量为400)和乙二醇对铝箔比电容以及失重的影响,并在确定添加剂最佳用量的前提下,分析了温度对铝箔腐蚀的影响。研究表明,聚乙二醇和乙二醇最佳添加量分别为0.4,0.8g/L,铝箔比电容分别对应为372,334μF/cm2。经进一步优化发现,在聚乙二醇、乙二醇最佳添加量前提下,25℃时聚乙二醇与乙二醇扩容效果均达到最优,比电容分别达到449,489μF/cm2。

镀锌层钛溶胶钝化及其耐蚀性

为了进一步提高镀锌层的耐蚀性而又利于环保,配制了钛溶胶,并在镀锌层表面涂覆成膜。分析了钛溶胶钝化成膜机理,研究了钛酸四丁酯含量、钝化液pH值、钝化时间及钝化后热处理温度对钝化膜耐蚀性的影响,用扫描电镜(SEM)观察了钝化膜的微观形貌。结果表明:当钛酸四丁酯含量为12.5 mL/L,钝化液pH值1.3,钝化时间15 s,热处理温度40℃时,钝化膜具有较好的防护性能;镀锌层经钛溶胶钝化处理后,表面趋于致密,同时更加平整,有利于进一步提高镀锌层的防护性能。

融课程思政和创新能力培养于口腔材料学课程教学的探索

我国高等教育承担着为中国特色社会主义事业培养合格建设者和可靠接班人的重任,价值观、专业技能和创新能力培养是其中应有之义。传统的口腔材料学课程专注于专业知识传授,无法满足新时代亟需德才兼备的口腔医学创新人才的培养需求。因此,只有融“课程思政”和“创新能力培养”于口腔材料学课程教学,将知识传授、价值观引领和创新能力培养相结合,才能培养出德才兼备的高素质口腔医学人才。

仿生超疏水技术用于航空材料领域防腐研究现状及展望

材料的腐蚀是世界性难题,虽然目前防腐手段较多,但仍难以满足材料发展的需要。近年来,仿生超疏水表面因具有特殊润湿性而受到人们的广泛关注,目前很多研究学者已经将该表面应用于防腐领域并取得了不错的成果。在此背景下,简要阐述了固体表面润湿的基本概念及理论,重点介绍了超疏水技术在航空材料领域防腐的应用,总结了超疏水技术防腐的理论基础。最后,指出了目前超疏水防腐存在的问题及未来的发展方向。

溶胶-凝胶法制备超疏水性纳米复合防腐涂层

通过溶胶-凝胶旋涂法在不锈钢基底上制备了具有超疏水性能的介孔碳复合SiO2涂层。通过TEM,SEM及静态接触角、电化学测试技术(Tafel和EIS)等对其结构、疏水性能和耐蚀性等进行表征。结果表明:在不锈钢基底上形成了乳突状形貌,水在涂层表面静态接触角达到163°。该超疏水性SiO2/介孔碳复合涂层具有优良的防腐性能。

绿色植被近红外光谱模拟材料的设计及应用

通过对绿色植被近红外区反射光谱的系统分析,充分证明O-H决定植被在1450nm和1940nm附近的光谱特征,在此基础上,设计并制备了4种层间含O-H的新型光谱模拟材料Mg-Al-X-LDH(X为NO_3-、Cl-、CO_3^(2-)、SO_4^(2-)),并对其进行了X射线衍射、红外光谱、热重分析及拉曼光谱表征。依据光谱相关系数和光谱角度匹配模型计算,4种层状双金属氢氧化物(LDH)与植物叶片近红外反射光谱两种计算模型的相似度分别超过0.9600和0.9700;以Mg-Al-Cl-LDH为模拟材料,初步与聚氨酯复合,制备了与植被在近红外区光谱高度相似的涂层,两种计算模型的相似度分别达到0.9702和0.9924;Mg-Al-Cl-LDH在紫外可见光区的高度透明性,有利于各个波段光谱材料的复合;经180℃高温处理前后的Mg-Al-Cl-LDH,两种计算模型的相似度依然能达到0.9888和0.9959,说明Mg-Al-LDH有良好的热稳定性,不易失水。

锐钛矿型TiO_2纳米线的水热法制备及其光电性能的研究

利用水热技术制备了锐钛型的TiO2纳米线(TNWs),研究了不同的水热反应时间,水热反应温度以及所用碱的浓度对所制备的纳米线的形貌的影响。采用XRD技术和SEM技术对纳米线的成分及其形貌进行了表征。将TNWs与TiO2(P25)混合分散于水和乙醇的混合溶剂中,制得均匀稳定的浆体,涂敷于不锈钢基体表面,进行光电化学性能的测试,结果表明,当TNWs的掺杂量为5%(w)时,薄膜的光电性能最优。

含疏水性液体微胶囊复合铜镀层的制备与性能研究

采用水相分离法制备了以甲基硅油为囊芯、聚乙烯醇为囊壁的疏水性液体微胶囊,并以其作为电沉积组分,研究渐变电流密度下的复合铜镀层电沉积工艺,对所制备的复合铜镀层表面微观形貌和疏水性进行表征,同时考察镀层在酸性腐蚀环境下对基体的保护效果。结果表明,所制备的含液体微胶囊复合铜镀层较纯铜镀层结晶更加致密;H2O在其表面的润湿性下降,接触角从90°增大至131°;复合镀层在1%(质量分数)H2SO4溶液中的自腐蚀电流密度较纯铜镀层降低3个数量级,自腐蚀电位由-0.63 V正移至-0.27 V,显示出良好的耐蚀性。

两步法制备超疏水耐蚀镍镀层

用两步电镀法在Fe基体表面制备了微纳米尺度特殊结构的超疏水镍镀层。用SEM观察了镀层形貌,并测定了H_2O在镀层表面的接触角,用Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了镀层的防腐性能。结果表明,经两步电镀所制备的镍镀层为花瓣状微纳米结构,粗糙程度较Fe基体表面有明显提高,有效提高了表面的疏水性,H_2O在镀层表面的接触角高达140.23°。经过进一步的低表面能物质修饰后,接触角大于150°。镀层在3.5%NaCl溶液中表现出了良好的耐蚀性。