云母填料尺寸效应对水在环氧涂层中扩散行为的影响

以3种不同尺寸(124μm、38μm和19μm)的片状云母粉为填料,应用质量法和电化学阻抗法(EIS)研究云母填料尺寸效应对水在环氧涂层中的扩散行为的影响。结果表明在几种涂层中,水的扩散总是分为两个阶段:扩散初期阶段和平衡扩散阶段。浸泡初期水在涂层中的扩散行为除了124μm云母环氧涂层基本符合理想菲克扩散行为外,38μm云母环氧涂层和19μm云母环氧涂层均符合理想的菲克扩散定律,即涂层的吸水与浸泡时间的1/2次方成正比。但是水在几种涂层中的扩散系数却各不相同,其中38μm云母环氧涂层的扩散系数最小。

高密度纳米孪晶镍镀层的电化学腐蚀行为

利用脉冲电镀技术在Q235钢基体上制备了纳米孪晶镍镀层,分别测试了纳米孪晶镍镀层和铸态镍在pH8.4的硼酸缓冲溶液(0.1 mol/L H_3BO_3+0.025 mol/L Na_2B_4O_7)中的动电位极化曲线。结果表明,两者在硼酸缓冲溶液中均能自钝化,并且前者具有较好的耐腐蚀和钝化性能。利用Mott-Schottky关系和点缺陷模型(PDM),分别从热力学和动力学两方面研究了纳米孪晶结构对钝化膜性能的影响,发现纳米孪晶结构对钝化膜中的缺陷密度影响较小,对缺陷在钝化膜中的扩散系数(D_m)却有着显著的影响,这是导致其上生长的钝化膜薄且致密、耐蚀性能好的主要原因。

利用电化学阻抗谱和电化学噪声分析薄有机涂层的腐蚀过程

电化学阻抗谱与电化学噪声是方便、有效的监测有机涂层腐蚀破坏的测试技术,EIS数据能够反映出涂层破坏机制的变化,而电化学噪声数据处理简单。本实验在一个改进的电解池中对同一涂层同时进行电化学阻抗谱和电化学噪声的监测,结果发现:对于薄的聚氨酯和环氧/聚酰胺涂层,谱噪声电阻R0sn(f→0)与噪声电阻Rn在涂层腐蚀破坏过程中的发展趋势基本一致,但R0sn(f→0)小于Rn值;同时,腐蚀反应的极化电阻Rt与噪声电阻Rn的值更接近,变化趋势也基本相同。

溶胶-凝胶二氧化硅微球粒径的响应曲面法优化研究

采用响应曲面法优化并建立了溶胶凝胶法合成二氧化硅微球的粒径的模型。研究并探讨了单因素的变化对粒径的影响。以单因素实验筛选出的实验条件为基础,根据响应曲面法设计了实验。通过计算机对数据进行二次回归拟合以及方差分析,删减不显著项并重新拟合,使得模型能够较好的反映实际情况。根据拟合后的模型,分析了交互作用的影响,预测溶胶凝胶法的适用范围及特定粒径的合成条件。与实际对比,发现误差值在100 nm以内,能够为后来的研究者提供较好的参考。

聚苯胺/磷酸锌/聚硅氧烷复合涂层自修复和耐蚀性能初探

目的初步探索由聚苯胺/磷酸锌有机-无机复合钝化填料和环氧-聚硅氧烷树脂制备的自修复涂层的修复和防腐性能。方法采用微区交流阻抗技术(LEIS)、扫描电子显微技术(SEM)和电化学阻抗技术(EIS),研究了聚苯胺/磷酸锌/聚硅氧烷复合涂层的防腐性能和在人工损伤部位的修复功能。结果由微区电化学阻抗和电化学阻抗测试可知,环氧-聚硅氧烷清漆具有自修复和优异的耐蚀性能;偶联剂处理的聚苯胺/磷酸锌有机-无机复合钝化填料(HCE),可显著提升环氧-聚硅氧烷涂层的自修复和耐蚀性能。当HCE的添加量为0.3%(以占环氧-聚硅氧烷涂料质量的百分比计)时,涂层的自修复和耐蚀性能最佳,缺陷部位修复后的阻抗值最大达到70 k?,是环氧-聚硅氧烷清漆的9倍。涂层阻抗值随浸泡时间的延长而增加,浸泡3750 h时,涂层阻抗值增至10^(11)?·cm^2。结论当涂层产生缺陷时,一方面聚苯胺/磷酸锌有机-无机复合填料发生氧化还原反应,生成新的氧化膜;另一方面,聚苯胺与环氧-聚硅氧烷树脂发生交联固化反应,在基体缺陷处成膜,提高了涂层的致密性;二者协同作用使HCE3涂层试样具有最佳的耐蚀性能和自修复功能。

管道外防腐层补口技术国家标准与国际标准对比分析

从管道补口防腐层的分类、补口材料、补口防腐层的施工以及补口防腐层的性能指标,对比分析了GB/T 51241-2017和ISO_(2)1809-3:2016关于管道外防腐层补口技术的规定。相比GB/T 51241-2017,ISO_(2)1809-3:2016针对补口类型分类更详细;对于热收缩材料补口防腐层,ISO_(2)1809-3:2016中设计温度规定更细致,GB/T 51241-2017对热收缩材料厚度的规定更为具体,并且还规定了原材料的性能要求;两个标准对热收缩材料补口防腐层的表面预处理要求以及施工工艺规程基本相同;在施工环境和热缩材料在管体防腐层的搭接量的规定上,GB/T 51241-2017更为严格。对于热收缩材料补口防腐层的性能指标方面,ISO_(2)1809-3:2016增加了压痕抗力、搭接剪切强度等性能指标,两个标准对热收缩材料补口防腐层耐阴极剥离性能要求基本一致。

纳米孪晶镍镀层制备工艺的正交设计优化

过去对采用脉冲电镀法制备纳米孪晶镍镀层研究较少。以镍镀层的耐腐蚀性能作为镀层性能的检测指标,应用正交试验设计优化了脉冲电镀工艺,制备出纳米孪晶镍镀层。结果表明:以主盐NiSO4·2H2O浓度为400g/L,脉冲平均电流密度为1.5A/dm2,占空比为20%制备的纳米孪晶镍镀层的耐腐蚀性能最好,维钝电流密度达到0.67μA/cm2;镀层为纳米孪晶结构晶粒,尺寸为50～150nm。

环氧涂层/碳钢间的界面化学键合研究

在环氧树脂E–44上接枝酒石酸对其改性,改性后的环氧树脂用来改善环氧涂层/碳钢间的界面附着力。红外光谱测试证明,改性环氧与碳钢表面发生化学键合。拉伸试验表明,改性后环氧涂层在金属表面的附着力得到明显的提升。

鳞片石墨对镁合金表面聚苯胺环氧涂层防护性能的影响

目的针对聚苯胺环氧涂层物理屏蔽性能欠佳的问题,通过引入具有片层结构的鳞片石墨,从而进一步提高涂层对镁合金的腐蚀防护性能。方法利用化学氧化聚合法在鳞片石墨表面合成聚苯胺,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪,对所得到的聚苯胺/鳞片石墨复合粉末进行表征。将合成的复合粉末均匀分散于环氧树脂中后,在AZ91D镁合金表面制备涂层,通过电化学阻抗测试对涂层在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀防护性能进行研究。结果聚苯胺可以在鳞片石墨的表面聚合,鳞片石墨的加入使聚苯胺环氧涂层的附着力略有降低,涂层硬度、柔韧性及耐冲击性能没有明显改变,但鳞片石墨的加入明显提高了聚苯胺环氧涂层的阻抗值。在浸泡前1488 h,苯胺与鳞片石墨的质量比为1∶1时,涂层的阻抗值为1.3×10^(8)Ω·cm^(2),防护性能最好。但随着浸泡时间的延长,苯胺与鳞片石墨的质量比为4∶1时,涂层的阻抗值逐渐高于其他涂层,当浸泡4008 h后,其阻抗值为1.6×10^(8)Ω·cm^(2),仍具有较优异的防护性能。结论环氧涂层中添加聚苯胺/鳞片石墨复合粉末后,通过鳞片石墨前期的屏蔽与聚苯胺长期缓蚀的协同作用达到了对镁合金较好的防护效果,而涂层的这一防护效果和苯胺与鳞片石墨比例有关。

典型飞机管状结构内腔阴极电泳防腐技术

目的以典型直升机主减撑杆为例,优选小内径管状结构内腔阴极电泳防腐工艺。方法应用中性盐雾试验、丝状腐蚀试验、电化学阻抗法等方法,考察不同电泳电压和槽液温度对电泳漆膜防腐蚀性能的影响;采用加速腐蚀试验对比分析防腐措施改进前后涂层的防腐蚀效果。结果 4种电泳漆膜中性盐雾试验480 h后划痕处均出现锈蚀,盐雾试验2000 h后,4~#工艺电泳电压350V、槽液温度34.9℃时,制备的电泳漆膜划痕处锈蚀未见明显变化。4种电泳漆膜耐丝状腐蚀性能满足MIL-PRF-23377J的要求。在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中浸泡2000 h后,4~#工艺制备的漆膜电化学阻抗值最大,稳定在6×1010Ω·cm^2左右;3~#工艺电泳电压350 V、槽液温度34.3℃时,制备的漆膜电化学阻抗值最小,从浸泡初期的6×10^(10)Ω·cm^2降至9×10~7Ω·cm^2。各项性能测试表明,4种电泳工艺制备的漆膜均具有优异的防腐性能;4~#工艺制备的漆膜防腐性能最优,4种电泳工艺中最佳管状结构内腔电泳工艺为:电泳电压350 V,槽液温度34.9℃。阴极电泳涂装替代灌涂后,涂层的使用寿命可提高40倍以上。结论阴极电泳防腐技术能够有效解决内腔结构防腐难题,明显改善内腔结构的抗腐蚀品质。

海洋平台用锻锌钢高附着带绣环氧涂料的研究

以锈蚀程度为35-55%锈蚀镀锌钢片为基体,在表面制备含有不同比例磺基水杨酸（sulfosalicyl acid）的环氧涂层试样.利用附着力测试仪,测试了涂层试样的附着力.通过电化学阻抗谱（EIS）研究了涂层试样在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性,并探讨了磺基水杨酸对涂层试样耐蚀性的影响机理.从结果可见：随着磺基水杨酸含量的增加,涂层试样的附着力是先增大后减小,涂有3%磺基水杨酸涂层试样的附着力最大,浸泡3000h后仍有8.19MPa;除浸泡初期外,磺基水杨酸含量为2%和3%时,涂层的低频阻抗摸值｜Z｜f=0.01Hz,涂层试样空隙电阻凡都是最高的,两者都保持在10^11Ω·cm^2以上,电荷转移电阻况的信息没有出现,这表明涂有2%和3%磺基水杨酸的涂层耐蚀性最好.综上所述,在综合性能（即附着力和耐蚀性的综合性能）方面,涂有3%磺基水杨酸的涂层最好.

重金属钒腐蚀的研究进展

以含V渣油为燃料的高温设备的灰份能引起金属材料的加速腐蚀 .腐蚀的发生与油灰中含有的杂质有关 .对这种钒腐蚀已进行了大量的研究工作 ,并取得了相当的进展 .但到目前 ,关于钒腐蚀机理还没有统一的认识 ,并且也没有找到一种经济有效的防护方法 .本文总结了以往的研究成果 ,希望能加深对钒腐蚀问题的认识 。

聚丙烯／改性纳米二氧化硅复合材料的制备与性能

采用原位复合法,以纳米SiO2和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆纳米SiO2后形成的纳米粒子SiO2/PMMA为增强组分(填料),通过熔融共混法制备了聚丙烯基纳米复合材料。研究了填料添加量对聚丙烯基纳米复合材料的力学性能与结晶性能的影响。实验结果表明,以纳米SiO2/PMMA为填料时,PMMA与纳米SiO2的强相互作用(化学键)能提高纳米SiO2/PMMA与聚丙烯基体的界面相容性,使纳米SiO2/PMMA均匀分散在聚丙烯基体中。当聚丙烯与填料的质量比为100:1时,与纯聚丙烯相比,聚丙烯基纳米复合材料的拉伸强度最高提高了27.0%,弹性模量最高提高了35.8%。加入纳米SiO2/PMMA,使聚丙烯的球晶尺寸大幅度减少。

AZ91D镁合金Ni-W-P多层化学镀层的摩擦磨损及耐腐蚀性能

采用多层化学镀工艺在AZ91D镁合金表面成功制备了Ni-W-P多层化学镀层。通过XRD、SEM、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,对比研究了普通单层化学镀试样与多层化学镀试样的显微结构、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明:多层化学镀层的摩擦因数、维氏硬度及磨损速率与单层化学镀层大体相当,分别为0.33、933 HV和1.46 mg/Km,保留了单层化学镀层优异的耐磨损性能。此外,多层化学镀层的孔隙率较单层化学镀层降低了2个数量级,涂层更为致密。与普通单层化学镀层相比,多层化学镀层的耐蚀性能显著提高,其腐蚀电位和击破电位分别提高了168和209 mV,钝化电流密度由4.212μA·cm−2降低至1.306μA·cm−2。因此,多层化学镀层有望成为AZ91D镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。

Ti纳米粒子对环氧涂层防护性能的影响

应用电化学阻抗法(EIS)、示扫描量热法(DSC)、X射线光电子谱(XPS)研究了添加Ti纳米粒子对环氧涂层防护性能的影响.结果表明:添加Ti纳米粒子可以提高环氧涂层的防护性能,添加量在0.5%(以w/w计)时最好.这是由于添加Ti纳米粒子虽然可增加涂层孔隙率,但Ti纳米粒子与环氧树脂之间存在的相互作用可改善涂层对腐蚀性介质的屏蔽性能,提高涂层的防护性能.

蒙脱土增容HDPE／PS共混体系

用熔融共混法制备出高密度聚乙烯(HDPE)/聚苯乙烯(PS)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料,研究了经过表面处理的蒙脱土作为相容剂对 HDPE/PS 体系相容性的影响。结果表明,OMMT 层间插入了聚合物分子链;随着w(OMMT)的增加,复合材料的拉伸强度和弹性模量增加;当 m(HDPE)/m(Ps)为20:80,w(OMMT)为3%时,复合材料的拉伸强度比未加 OMMT 时提高了80%,弹性模量提高了20%;OMMT 的加入使共混体系的相形态发生了改变,表现在界面张力和分散相的尺寸减小。

利用电化学方法研究纯镁在薄液膜下的腐蚀行为Ⅱ-薄液膜对纯镁腐蚀阳极过程的影响

利用电化学噪声研究了纯镁在不同厚度薄液膜下的腐蚀行为.结果表明:与本体溶液相比,薄液膜对纯镁腐蚀的阳极过程有使点蚀的孕育速度减缓作用的同时还有使点蚀生长的概率增加的作用;薄液膜下纯镁表面产生的亚稳态点蚀生长成稳态点蚀的概率比本体溶液下的大.点蚀孕育速度比点蚀生长概率对阳极过程的影响更大;这导致了薄液膜下纯镁腐蚀的阳极过程减缓.

钛酸酯偶联剂对纳米Ti粉在环氧树脂中分散性的影响

研究了几种分散剂对Ti纳米粉在环氧树脂中的均匀分散性.其中JN-114钛酸酯偶联剂可使Ti纳米粉均匀分散.同时,应用EIS交流阻抗测试方法测试了不同JN-114添加量的涂层的阻抗值.添加量在5%(以纳米粉w/w计)时的阻抗值最高,且Ti粉可均匀分散.Ti纳米粉分散均匀可加强Ti纳米粉与环氧树脂之间的相互作用,从而改善涂层耐腐蚀性.

电化学方法研究纯镁在薄液膜下的腐蚀行为Ⅰ-O_2对纯镁在薄液膜下腐蚀行为的影响

用电化学法研究了纯镁在未除氧和除氧的下不同厚度薄液膜下的腐蚀行为.结果表明:薄液膜下纯镁腐蚀的阴极过程受氢还原控制;液膜厚度的减小使其阴极过程和阳极过程都受到抑制,对阳极过程影响很大.氧气的存在对阳极过程的影响很大,并使得纯镁表面易于生成表面膜,表面膜更加连续和致密.

AZ91D镁合金在NaCl溶液中腐蚀过程的电化学噪声分析

通过电化学噪声技术(EN)、小波变换(WT)、噪声电阻(Rn)和功率谱密度(PSD)等方法研究了AZ91D镁合金在碱性含氯溶液中的腐蚀行为.结果表明,AZ91D镁合金在碱性含氯溶液中的腐蚀过程可以分为三个不同的腐蚀阶段:伴随氢气泡产生、吸附和脱附的阳极溶解阶段,点蚀发展阶段和最后形成MgH2保护膜的腐蚀抑制阶段.