形状记忆合金/硅复合膜的温度响应特性

在考虑Si基底膜对温度场影响的基础上,首先对形状记忆合金/硅复合膜工作时的温度场进行了理论建模,然后利用MATLAB软件对NiTi记忆合金/硅复合膜在一个完整的热循环过程中的温度响应特性进行了数值模拟与优化。研究发现,沿记忆合金/硅复合膜厚度方向,温度变化梯度非常小;Si基底膜考虑与否对记忆合金复合膜冷却段的温度场影响比较明显。此外,记忆合金复合膜加热段的温度响应特性受记忆合金相变潜热及加热功率的影响比较大;而其冷却段的温度响应特性受记忆合金相变潜热和工作时的流体介质影响比较显著。

形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵

形状记忆合金 /硅复合膜驱动的微泵由一个可形变腔体和两个单向硅薄片阀组成。微驱动膜利用NiTi形状记忆合金薄膜相变时具有大的可回复应力和Si衬底膜的反偏置力 ,产生双向往复振动。采用图形化的NiTi薄膜作为热诱发相变的加热电阻 ,有效地提高了动态响应频率 ,同时降低了驱动功率。通过驱动结构的优化设计 ,增加了驱动位移和工作寿命。微泵采用Si表面和立体微加工工艺、金 -硅共晶键合等技术制备。它的外形尺寸为 6mm× 6mm× 1 .5mm ,最大输出流量为 340 μl/min ,最高驱动频率为 1 0 0Hz,往复振动次数大于 4× 1 0

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。

铝合金表面复合硅烷化膜层的制备和表征

为了提高铝合金表面的耐蚀性和与有机涂层的粘接耐久性,首先对铝合金进行水煮(65℃、15min)处理,在其表面形成富含羟基氢氧化物层,然后经两步浸涂后再高温固化(100℃×60min),在被氧化的铝合金表面形成了双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)复合硅烷化膜层。用反射吸收红外光谱、俄歇电子能谱(AES)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜层进行分析和表征。结果表明,在富含羟基氢氧化物的铝合金表面与BTSPS内膜层形成Al-O-Si共价键网络,BTSPS内层与GPTMS外层形成Si-O-Si共价键网络,环氧乙基位于复合膜层最外层。

铝合金表面复合硅烷化膜层的制备及分析

为了提高铝合金表面的耐蚀性和与有机涂层的粘结耐久性,对铝合金进行水煮(65℃×15 m in)处理,在其表面形成富含羟基氢氧化物层,然后经两步浸涂后再高温固化(100℃×60 m in),在被氧化的铝合金表面形成双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)复合硅烷化膜。用反射吸收红外光谱、俄歇电子能谱仪(AES)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜层进行了分析和表征。结果表明,在富含羟基氢氧化物的铝合金表面与BTSPS内膜层形成A l-O-Si共价键网络,BTSPS内层与GPTMS外层形成Si-O-Si共价键网络,环氧乙基位于复合膜层最外层。

6061铝合金表面硅烷-镧盐复合转化膜的耐蚀性能和结合力

目前国内对稀土硝酸镧改性硅烷膜的耐蚀性少见研究报道。采用极化曲线、硫酸铜点滴试验方法,研究了硝酸镧对6061铝合金表面γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-550)硅烷膜耐蚀性能的影响;通过全浸腐蚀试验进一步研究复合膜、空白试样、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-550硅烷基础溶液中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性和结合力;所得复合膜层均匀、致密。同时初步探讨了复合膜的耐蚀机理。

6061铝合金表面氟钛酸盐协同硅烷复合膜的结构及缓蚀机理

为了提高铝合金的耐蚀性,采用无机物氟钛酸盐协同硅烷转化液在6061铝合金表面制备了硅烷-氟钛酸盐复合膜,通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对比了复合膜和氟钛酸盐转化膜的表面形貌及元素组成;用原子力显微镜(AFM)对比了复合膜和氟钛酸盐转化膜表面的均方根粗糙度;采用红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)确定了复合膜的结构。结果表明:C,O,F,Al,Si,Ti,N是复合膜的主要组成元素,复合膜是由Si-O-Si,Si-O-Al等共价键形成的三维网状结构以及钛的氧化物TiO_2组成的;复合膜表面微突起结构的存在使得膜层表面的粗糙度增大,疏水性增强,因此耐蚀性能增强。最后对膜层的缓蚀机理进行了初步的探讨,得出:硅烷水解的羟基和钛盐钝化膜的氢氧根会发生反应,形成Si-O-M键,同时自身缩合形成的网状交联膜封闭钛盐膜表面的缺陷和空隙,阻碍氧与空气的进入,进一步提高了钛盐膜的耐蚀能力。

基于水性硅烷聚合物与Ti/Zr复合化学转化技术在多种金属表面的工艺研究

以6061铝合金、7075铝合金和镀锌钢为研究对象,通过优化一种水性环氧基硅烷聚合物与氟钛酸/氟锆酸复合化学转化工艺,同步提高了3种金属的耐腐蚀性能。采用电化学性能测试和硫酸铜点滴试验对膜层的耐腐蚀性能进行探讨,并结合扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)对转化膜微观形貌及元素组成进行表征分析,最后探讨了钛锆硅烷复合转化膜的成膜机理。结果表明:当选择最优的工艺配方,即WB100水性硅烷2.7%、H_(2)TiF_(6)2.2 mL/L、H_(2)ZrF_(6)1.0 mL/L、转化时间90s、pH=3.7、温度40℃时,多种金属材料的复合转化膜表面均匀致密,具有较优的耐腐蚀性能。成膜机理分析表明,起始钛锆硅烷复合转化膜经3个阶段演变后,最终形成了由金属氧化物和有机单分子膜组成的双层膜结构。

钢铁表面硅烷锆盐植酸复合转化膜耐腐蚀机理研究

为提高40Cr钢体表面耐腐蚀性能,采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)、硝酸锆和植酸在40Cr钢表面制备了具有优异耐蚀性能的硅烷锆盐复合转化膜,采用正交实验法优选了硅烷锆盐复合转化液成膜的工艺条件。采用硫酸铜滴定实验、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及电化学测试对复合膜的耐蚀性、形貌、成分、膜层的电位特性进行分析。结果表明:硅烷锆盐复合膜最优工艺为硅烷浓度5%(体积分数),硝酸锆浓度为0.75%(质量分数),溶液pH值为4,反应温度25℃,反应时间50 s;通过硫酸铜点滴试验和电化学测试可以看出掺杂植酸的复合转化膜的耐蚀性比单一硅烷膜和硅烷锆盐膜得到了明显的提升;通过微观形貌观察可以看出,植酸的添加弥补了膜层缺陷,阻碍了腐蚀介质的扩散,增强了膜层的耐腐蚀性。

镁合金表面锆钛硅烷复合膜层的制备及耐蚀性研究

目的在镁合金表面制备耐蚀环保锆钛硅烷复合膜层,并研究其腐蚀性能。方法将锆盐、钛盐转化技术与绿色有机硅烷技术进行复合联用,通过先浸入含有锆盐、钛盐、单宁酸的无机溶液,再浸入5%(体积分数)的双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物有机硅烷溶液,在镁合金AZ31表面制备出了耐蚀环保锆钛硅烷复合膜层,通过扫描电子显微镜和能谱仪观察分析了复合膜层的微观形貌以及元素组成,利用极化曲线和交流阻抗谱电化学测试手段评价了膜层的耐腐蚀性能。结果经过不同锆钛硅烷复合处理后,镁合金表面形成一层均匀、平整且有干枯河床状纳米尺度微裂纹的锆钛硅烷复合膜,膜层普遍表现出良好的耐蚀性能。与空白镁合金试样相比,复合膜层试样出现最小腐蚀电流密度,为1.51μA/cm2,腐蚀速度约为空白样的1/50,交流阻抗值最大提高约20倍,腐蚀电位出现的最大正移接近100 mV。结论锆钛硅烷复合膜层对腐蚀性介质有显著的物理阻隔作用,显著抑制了镁溶解,阻滞了镁合金表面的电化学反应过程,降低了镁合金的腐蚀速度。

6061铝合金硅烷-氟钛酸盐复合膜的最佳制备工艺及耐蚀性

为了增强6061铝合金基体的耐蚀性,以盐雾试验后试样腐蚀面积作为评价指标,采用正交试验优选出以钛盐和H2O2为促进剂的铝合金氟钛酸盐协同硅烷复合膜的最佳制备工艺条件:钛盐5 g/L,氟化钠6 g/L,H2O210 m L/L,pH值为4,常温下浸涂60 min。在该工艺条件下制备出的复合膜具有较好的耐蚀性。通过极化曲线、中性盐雾试验分析比较了硅烷-氟钛酸盐复合膜和单一硅烷膜的耐蚀性能,并通过扫描电镜观察了膜层的表面形貌。结果表明:硅烷-氟钛酸盐复合膜可以降低6061铝合金的腐蚀速率,对铝合金基体有较好的保护作用。

镁合金表面钇盐复合KH560硅烷膜的耐蚀性研究

为了提高耐蚀性,本文在AZ31B镁合金表面采用钇盐复合KH560硅烷制备出了复合膜层。试验采用电导率仪及电化学工作站分别对考察了硅烷水解时间、钇盐浓度及复合方式对膜层的影响,实验结果显示:硅烷最佳的水解时间为20min,钇盐最佳掺杂浓度为5g/L,采用一步法复合方式获得的复合膜层耐蚀性相对最好。

热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。

硅烷自组装膜及硅烷/二氧化钛复合膜的XPS表征与摩擦性能研究

利用分子自组装膜技术制备了有机硅烷 /纳米 Ti O2 复合膜 ,并用 XPS进行了表征 .摩擦磨损试验结果表明 ,硅烷自组装膜可以降低基片的摩擦系数 ,但其强度较弱 ,这可能是由于硅烷与基片的结合强度较弱、硅烷碳链较短以及硅烷在基片上的自组装不太致密有关 .硅烷 /Ti O2 复合膜的摩擦系数比硅烷自组装膜的摩擦系数小 ,而且耐磨寿命大幅度提高 .摩擦 50次以后 ,硅烷 /Ti O2 复合膜的摩擦系数突然增大并超过干净基片的摩擦系数 ,这可能是由于 Ti

镀锌钢板的硅烷复合膜表面改性

通过将镀锌钢板先后浸入γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)溶液和双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTESPT)硅烷溶液,在其表面形成致密的硅烷复合膜.析氢、碱浸失重、盐雾实验均表明硅烷复合膜的耐蚀性明显优于单一硅烷膜,甚至超过某些铬酸盐转化膜.电化学实验表明复合膜的存在阻碍了锌电化学腐蚀中的阳极氧化反应,从而显著地降低了锌的腐蚀速率.SEM显示硅烷复合膜结构完整,对基体覆盖度高.EDX分析表明复合膜物相组成以C、O、Si、S为主,γ-APS膜对BTESPT的成膜起到促进作用.

镀锌钢上钼酸盐/硅烷复合膜的组成与耐蚀性

分别采用一步法和两步法在热镀锌钢板表面获得钼酸盐/硅烷复合膜,通过X射线光电子能谱分析(XPS)、俄歇电子能谱剥层分析(AES)、盐雾腐蚀试验(NSS)及Tafel极化曲线等对两种复合膜的化学成分和耐蚀性能进行了研究,并将它们与单独的钼酸盐转化膜、硅烷膜进行对比。结果表明:一步法和两步法制备的复合膜具有相似的双层结构,内层以钼酸盐转化膜(含O、Mo、Zn、P)为主,外层以硅烷膜(含C、O、Si)为主,内外层之间及膜与锌基体之间的化学成分呈梯度变化;与单独的钼酸盐膜、硅烷膜相比,两种复合膜对腐蚀的阴极过程的抑制明显增强,自腐蚀电流减小至单层膜的1/5以下,耐蚀性显著提高;两步法制备的复合膜耐蚀性超过常规铬酸盐钝化膜,而一步法制备的复合膜的耐蚀性比由两步法制备的稍差,但仍接近常规铬酸盐钝化膜。

Keggin结构钒取代硅钨酸/聚丙烯酰胺复合膜的制备及光致变色性能研究

制备了一、三钒取代的Keggin结构硅钨酸(SiW12-nVn,n=1,3)/聚丙烯酰胺(PAM)复合膜,采用红外光谱对其进行了表征.并研究了杂多酸的种类、含量以及照射光波长对SiW12-nVn/PAM复合膜光致变色性能的影响,通过ESR光谱推断了其可能的变色机理.结果表明:高含量、强氧化能力的多酸以及短波长的照射光波有利于SiW12-nVn/PAM复合膜的光致变色发生.

电镀锌钢板上氟锆酸盐协同硅烷复合膜的结构与耐腐蚀性能

为了提高电镀锌板硅烷膜的耐腐蚀性能,采用氟锆酸盐协同硅烷的无机/有机复合法在自制电镀锌钢板上制备了硅烷复合膜。通过SEM测试了硅烷复合膜的形貌,采用FTIR和XPS分析了复合膜的结构及元素组成,用中性盐雾试验测试了复合膜的耐蚀性能,并讨论了复合膜的成膜及耐蚀机理。结果表明:硅烷复合膜是由Si-O-Si等共价键形成的三维网络结构及ZrO2.ZnOxFy膜组成的复合膜层;涂覆复合膜的电镀锌板经96 h中性盐雾试验无任何腐蚀迹象。本硅烷复合处理工艺是一种优异的替代含铬钝化膜的绿色处理技术,具有良好的应用前景。

镀锌钢板表面硅烷、铈盐复合膜的制备及耐腐蚀性能研究

先在镀锌钢板表面涂装一层γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)膜,然后再在γ-APS膜上沉积铈盐转化膜的方法制得复合膜。析氢、碱浸失质量、盐雾实验均说明复合膜的耐腐蚀性明显优于单一铈盐转化膜,且超过某些铬酸盐转化膜。Tafel极化曲线和交流阻抗谱的测定表明复合膜的存在阻碍了锌电化学腐蚀中的阴极还原反应,使电荷转移阻力大增,显著降低了锌的腐蚀速率。经XRD、SEM分析,复合膜中铈盐转化膜的主要成分为CeO2,结构较单一铈盐转化膜更加致密,对基体锌的覆盖度更高。并初步讨论了复合膜的成膜及耐蚀机理。