纳米颗粒分散方法对电刷镀复合镀层组织及性能的影响

为了解决镀液中纳米颗粒的团聚问题 ,采用高能机械化学法对纳米颗粒进行了分散 ,在扫描电镜、显微硬度计、球 -盘式磨损试验机上对比考察了机械搅拌法和高能机械化学分散法对电刷镀液中纳米颗粒分布和复合镀层组织、显微硬度及含磨料油润滑条件下磨损性能的影响。结果表明 ,高能机械化学分散法较好地解决了纳米颗粒分散的难题 ,与机械搅拌法相比 ,高能机械化学分散法制备的电刷镀液中纳米颗粒分散均匀、团聚少、稳定悬浮时间长 ,复合镀层中纳米颗粒含量高 ,镀层组织细小、致密 ,显微硬度高 ,含磨料油润滑条件下的耐磨性能好。

磁场强度对磁场-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层性能的影响

目前,有关磁场对纳米复合镀层制备过程的作用机理研究较少。采用磁场-电沉积方法制备Ni-Al2O3纳米复合镀层,利用扫描电镜、EDS能谱仪、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站以及马弗炉等仪器对Ni-Al2O3纳米镀层的表面形貌、元素组成、晶格取向、耐磨性能、耐蚀性能以及抗高温氧化性能进行了分析。结果表明:当磁场强度为0.9 T时,Ni-Al2O3纳米镀层经磨损以后犁沟较少,未出现断层现象,磨损量达到最小值18.2mg,耐蚀性较好,腐蚀电位为-0.38 V、腐蚀电流密度为1.005×10^-9A/cm^2,镀层表面较为平整、空隙较少,具有较强的抗高温氧化性能,在氧化时间120 min时,氧化增重量仅为3.75 mg/cm^2。经EDS分析,证实了Ni-Al2O3纳米镀层中存在Ni、Al2O3两相,经XRD分析,Ni-Al2O3纳米镀层择优取向晶面为(1 1 1)晶面,且当磁场强度为0.9 T时,Ni衍射峰变矮、变宽,说明Ni晶粒细化,镀层性能显著提高。

活塞杆用纳米WC-10Co4Cr涂层的微观结构及性能

采用大功率超声速喷涂火焰(HVOF)技术在活塞杆表面制备了纳米WC-10Co4Cr陶瓷涂层。通过扫描电镜(SEM)、金相分析仪、结合力试验机、显微硬度计、电化学工作站等手段分析研究了纳米WC-10Co4Cr陶瓷活塞杆的表面性能。结果表明:纳米WC-10Co4Cr陶瓷涂层具有远高于活塞杆基材的硬度及耐蚀性,在500g载荷下与氮化硅球对磨180min,涂层的磨损量少于基材的1/150,并且涂层与基材之间的结合强度超过80 MPa。制备的纳米WC-10Co4Cr陶瓷涂层完全满足活塞杆的实际使用需求,并且可以大幅提高其使用寿命。

陶瓷粉末尺寸对电弧喷涂金属-陶瓷复合涂层形成及性能的影响

利用高速电弧喷涂和含有微米TiB2和纳米A l2O3陶瓷粉末的粉芯丝材在碳钢基体上制备了六组陶瓷颗粒弥散增强的Fe-TiB2复合涂层,研究微纳米陶瓷粉末对电弧喷涂Fe-TiB2复合涂层的形成和性能的影响。采用光学显微镜、WYKONT1100三维表面形貌仪对比分析了扁平粒子形貌和厚度;用SEM,EDAX及XRD分析涂层的形貌和相组成,测试了涂层的显微硬度和耐磨粒磨损性能,并用激光共聚焦显微镜观察磨损后的涂层形貌。结果表明,随着粉芯丝材中微纳米陶瓷粉末含量的增加,扁平粒子的形貌从飞溅严重的散点状逐渐转变成少量飞溅的盘状,涂层的孔隙率随之下降。对比6种涂层的组织及性能,发现当粉芯丝材中的TiB2粉末尺寸<2μm时,Fe-TiB2复合涂层中的陶瓷硬质相分布最为细小、弥散,涂层的耐磨性能最好。

添加CeO_(2)对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO_(2)改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO_(2)的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明:CeO_(2)的添加对粉末烧结过程中Co_(3)W_(3)C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W_(2)C相的生成;CeO_(2)改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO_(2)的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO_(2)改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。

高性能隧道内壁防护涂料的设计与制备

针对隧道复杂环境的涂装要求,研制了综合性能优异的水性瓷化防护涂料。通过傅里叶红外光谱确定了水性瓷化涂料的固化工艺;通过调整阻燃剂的用量,研究其对水性瓷化涂料性能的影响,确定配方中氧化镁的添加量为10%。将水性瓷化涂料与市售隧道涂装材料对比,结果表明,水性瓷化涂料的混凝土吸水率低,具有优异的耐沾污、易清洗、耐高低温性能。

UV固化有机硅改性聚氨酯易清洁涂层的制备及性能研究

目的研究聚二甲基硅氧烷(PDMS)相对分子质量、官能度及添加量对紫外光(UV)固化聚氨酯丙烯酸酯易清洁涂层防污性能的影响。方法以聚乙二醇(PEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、羟基封端的PDMS和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为原料,采用一锅法制备了有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯易清洁树脂,并UV固化得到易清洁涂层。结果添加5000相对分子质量PDMS(PDMS–5000)的涂层比添加1000相对分子质量PDMS(PDMS–1000)的涂层具有更高的接触角、更低的滑动角、更好的油性记号笔笔迹收缩效果和耐磨性能,但涂层透过率明显降低;添加双羟基封端的PDMS(PDMS–B)的涂层比添加单羟基封端的PDMS(PDMS–A)的涂层具有更好的油性记号笔笔迹收缩效果和耐磨性能。随着涂层中PDMS的添加量从0.5%提高到2.0%,防污性能逐渐提高。同时根据XPS分析可知,当涂层中PDMS的添加量提高到2%时,涂层表面的Si含量接近饱和,防污性能达到最佳。易清洁涂层即使经过1000次的磨损循环测试后,依然具有油性记号笔笔迹收缩效果。结论PDMS–B改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层比PDMS–A改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层具有更优异的记号笔笔迹收缩性能和耐磨性能,而且PDMS–5000改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层比PDMS–1000改性的聚氨酯丙烯酸酯涂层具有更好的易清洁性能。当PDMS的添加量从0.5%提高到2.0%时,涂层的疏水疏油性能逐渐提高。

纳米碳化硼对水性聚氨酯木器涂料性能的影响

围绕水性聚氨酯木器涂料(WPU),以纳米碳化硼(B4C)为改性剂,采用物理共混的方法制备改性水性聚氨酯木器涂料,利用磁力搅拌和超声处理的方式提高B4C的分散性,从而改善WPU的硬度、耐磨性和附着力等,通过扫描电子显微镜(SEM)观察不同添加量下纳米B4C在涂层中的分散性。结果表明:纳米B4C的添加显著增强了固化后水性聚氨酯涂层的硬度、耐磨性和附着力,但光泽度和涂料黏度有所下降。当B4C添加量为3%时,涂层表面B4C分散均匀,漆膜表面没有产生明显粗糙感,没有明显团聚现象产生;改性水性聚氨酯的涂层力学性能达到最佳,涂层硬度由2H提高至4H;涂层耐磨性与未改性涂层相比明显提高,磨耗量降低50%,最佳磨耗量为0.042 g;涂层附着力没有明显变化,在B4C各添加量配比下均保持1级;涂层的光泽度随着B4C的添加逐渐降低,由18.6%变为8.3%。碳化硼改性水性聚氨酯涂料的制备原理简单、实验过程易操作且绿色无污染,为纳米改性功能型水性涂料的制备提供了新的有效途径。

耐磨超疏水疏油复合涂层的制备及性能

耐磨超疏水疏油涂层是由以双酚A环氧树脂和微米尺寸的消光粉高速分散构成的底涂,及氟化物改性纳米二氧化硅为面涂,经分别喷涂构造的复合涂层。经试验,当双酚A环氧树脂与消光粉的质量比例为5∶1,面涂中氟化物与纳米二氧化硅质量比例为2:1时,构造的微纳结构涂层的疏水疏油角分别为167°和151°;当涂层摩擦1000次时仍具有较高的疏水疏油角,分别为117°和89°,并且涂层具有优异的耐盐雾和耐老化性能。

高耐磨亲水亲油易清洁纳米涂层的制备及性能

高耐磨亲水亲油易清洁纳米涂层是以硅酸盐、硅溶胶和纳米氧化锆分散液等为原料,磷酸铝作固化剂,按照合适的比例混合,经喷涂烘烤制备的涂层。经试验,以n(SiO_2)︰n(M^+)︰n(PO_4^(3-))=8.3︰1.7︰1,添加0.5%质量分数的纳米氧化锆分散液制备的涂层,在湿度93%、温度55℃、时间96小时的恒温恒湿测试条件下能够保持良好的表面状态而不出现白斑;经过3万次的百洁布摩擦未出现刮痕、磨损、脱落或者易清洁性降低的现象;与去离子水的接触角平均值为7.4°,与大豆油的接触角平均值为19.0°;涂层具有优异的长效保护和易清洁性能。

高耐候易清洁聚氨酯面漆的研制及在城轨车辆上的应用研究

通过选用超支化聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、纳米材料、颜料、助剂、脂肪族异氰酸酯、溶剂等制备了轨道交通涂装用超长使用寿命的高耐候易清洁聚氨酯面漆,对其进行了工艺研究,并在城轨车辆上成功应用。

亲水易洁涂层的应用研究

为给亲水涂层在高温高湿环境中应用提供依据,针对不锈钢基材上应用的亲水易洁涂层进行了研究,对比分析了不同基材及涂层变化对亲水性与耐高温、耐蒸汽性能的影响。结果表明:当涂覆市售碱性硅酸盐型亲水涂料ZC和自制硅酸锂型亲水涂料JY时,SUS304不锈钢的水接触角均明显低于SUS430不锈钢的,而市售亲水涂料ZC的亲水易洁性优于自制亲水涂料JY的。耐温性和耐蒸汽性能测试结果表明硅酸锂体系亲水涂层的稳定性和耐水性更优,适合在蒸烤箱产品上应用。