冷轧钢表面锆盐复合硅烷涂层的性能及结构研究

采用溶胶-凝胶法,以氟锆酸钠与1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)为前驱体,在冷轧钢基体上制备无机/有机复合硅烷涂层。采用电化学技术(Tafel曲线与阳极极化曲线)及硫酸铜点滴实验对比考察复合硅烷涂层与纯硅烷涂层防腐性能。使用SEM,FTIR,XPS等测试方法考察其腐蚀前后表面形貌、官能团组成、元素价键结构等性质。结果表明:相比于纯硅烷涂层,复合涂层的腐蚀电流密度明显降低,极化电阻明显增大,腐蚀前后微观形貌基本不变。通过XPS对价键进行分析,认为在金属表面形成了Si-O-Zr键。对锆盐在金属表面成键及防腐机理进行探讨,并提出了新的结构模型。

铝合金表面锆钛硅烷复合转化膜的研究

为了提高铝合金表面耐腐蚀性能,本文通过六氟锆酸、六氟钛酸、偏钒酸钠、单宁酸组成的转化浴在铝表面制备了TVMC转化膜,并在此基础上,进一步研究了复合硅烷转化膜材BTSEPT(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)/GPTMS(3-[2,3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷)对涂层性能的改善。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)观察转化膜的微观形貌和分析转化膜的结构组成,采用电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线(Tafel)评价转化膜的耐腐蚀性能。结果表明,制备的TVMC/BG复合转化膜均匀完整,改善了TVMC涂层表面的裂纹与不平整情况,复合膜主要由C、O、Si、S、V元素组成且在表面分布均匀,膜层主要由Si-O-Si以及Si-O-C的交联结构组成,对基材的保护性能良好,使自腐蚀电位降低130 mV,腐蚀电流密度为1.092×10^(-8)A·cm^(-2),相对于基材降低约4个数量级。结果表明BTSEPT/GPTMS硅烷的复合膜层成功附着在TVMC涂层表面,进一步提高了对A5052铝合金的保护性能。

镁合金丝硅烷涂层的耐腐蚀性能研究

针对镁合金在生理环境中极易被腐蚀这一问题,以Mg-Zn-Ca合金丝为基体,采用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线(TAFEL)以及体外长期降解的方法研究硅烷涂层对镁合金丝的保护作用。结果表明:复合硅烷涂层(BTSE/GPTMS)对镁合金丝的保护作用最好,其阻抗从未经硅烷处理的镁合金丝的59(Ω·cm^(2))提高至1133(Ω·cm^(2)),腐蚀电流密度从1.88×10^(-4) A·cm^(-2)下降至5.19×10^(-6) A·cm^(-2);在模拟体液(SBF)中浸泡7天后,其pH值比未经硅烷处理的镁合金丝有所降低;失重率比未经硅烷处理的镁合金丝降低了14.6%。

氧化石墨烯/硅烷涂层分子动力学传输模拟

基于分子动力学研究了水化硅酸钙(C-S-H)及分别涂覆氧化石墨烯(GO)涂层和氧化石墨烯/硅烷(GS)复合涂层纳米孔道中的水分传输过程.结果表明:富含羟基和环氧基的GO涂层提供的大量氢键位点会加速水分的传输;GS复合涂层通过离子键的相互作用,与C-S-H基体产生有效结合,其裸露的疏水性尾链可以有效抑制水分的传输.

GPTMS涂层与等离子体处理复合改性聚合物微流控通道

为了提升聚合物材料的表面改性效果,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)涂层与等离子体处理相结合的方法,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯和聚碳酸酯5种常见聚合物材料的表面改性效果进行了研究。通过分析表面润湿性(接触角)、化学成分、粗糙度以及微流控通道中的流体流动性能及其时效性,探讨了该改性方法的机制和效果。结果表明,GPTMS涂层与等离子体处理(GP-Plasma)复合改性相较于等离子体处理能够显著提高这5种聚合物材料的表面亲水性和时效性,复合改性后聚合物材料表面接触角可降至接近0°,并在-15℃储存28 d后仍保持接触角低于20°。X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱分析表明,复合改性后PMMA材料的O/C原子比提升了约140%,并形成了Si—O—Si键。原子力显微镜结果表明GP-Plasma复合改性后PMMA材料的表面粗糙度相较于等离子体处理提升95%,进一步提升了表面润湿性。在微流控通道流动测试中,复合改性后PMMA样品的流体流动时间平均缩短64%,并实现了稳定的液体流动,显示出该复合改性技术在实际应用中的潜力。