Fe-Ni-B屏蔽涂层的微观结构及屏蔽性能研究

在1Cr18Ni9Ti型不锈钢基体表面,采用等离子喷涂技术制备Fe-Ni-B(Fe70Ni27B3,wt%)屏蔽涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDX)对涂层的微观结构、物相组成及元素分布进行了研究,并对涂层的屏蔽效果进行了测试。结果表明,Fe-Ni-B屏蔽涂层呈均匀的层片状累积结构,具有屏蔽功能的含硼相主要为Fe2B,另外还含有(Fe,Ni)相和少量的Fe7B相。从Fe-Ni-B涂层表面到基体方向,硬度较大的硼化物浓度逐渐降低,相应的硬度也随之减小。Fe-Ni-B涂层能明显提高不锈钢基材的热中子吸收率。

Fe-Ni-B屏蔽涂层相组成及残余应力分布研究

采用大气等离子喷涂技术在321不锈钢表面制备了Fe70Ni27B3屏蔽涂层和Fe64Ni20B16/Ni-Al梯度涂层。对两种涂层进行分层研磨后,分别采用机械抛光和电抛光处理,测试了涂层表面及内部不同厚度处的相组成和宏观残余应力。结果表明:涂层中具有中子屏蔽功能的含硼相在Fe70Ni27B3涂层中主要为Fe2B相,含有少量的Fe7B相;在Fe64Ni20B16/Ni-Al梯度涂层中主要为FeB相,有少量的Fe2B相和Fe7B相。两种涂层表面的残余应力均为拉应力,沿涂层向内部的拉应力逐渐减小,至涂层/基体界面附近时转化为压应力。两种残余应力大小均不超过50MPa,而梯度涂层由于减小了界面热失配程度以及降低了硬质铁硼相浓度,其残余应力大小在涂层厚度方向上均小于Fe70Ni27B3涂层。

等离子喷涂Fe-Ni-B屏蔽涂层的结构与性能研究

采用大气等离子喷涂技术在1Cr18Ni9Ti钢基体上制备了Fe-Ni-B涂层,并对涂层进行了重熔处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(EDX)对重熔前后涂层的显微组织及界面结构进行了微观分析,并对重熔前后涂层的显微硬度、热疲劳性能、结合强度进行了试验研究。结果表明,重熔处理对涂层显微结构有明显改善,涂层更为致密。涂层与基体界面处已发生相互扩散并有新相生成,涂层热疲劳性能更好,结合强度也有所提高。

大气等离子喷涂制备Fe-Ni-B合金涂层-321不锈钢层状复合材料的射线屏蔽性能研究

为满足核辐射屏蔽材料对结构-功能一体化的需求,采用大气等离子喷涂工艺在321不锈钢基体上设计并制备了Fe-Ni-B合金涂层复合材料,用于防护从裂变反应堆释放的中子与γ射线。在介绍该层状复合材料设计与制备的关键参数与技术细节的基础上,主要研究了层状复合材料对中子及γ射线的屏蔽性能。研究结果表明,该层状复合材料具有结构-功能一体化特征,理论计算及测试结果对比分析表明该材料对中子及γ射线拥有良好的综合屏蔽能力,有望在各种核辐射反应堆屏蔽系统中使用。

碳纳米管/水性聚氨酯导电涂层棉织物的制备及性能

以碳纳米管和水性聚氨酯为主要组分合成导电油墨,制备导电涂层棉织物。研究了碳纳米管质量分数对油墨导电性能的影响,探讨了涂层整理次数对导电涂层棉织物微观形貌和宏观性能的影响规律,并测试了导电涂层棉织物的耐水洗/耐摩擦性能和热稳定性能。结果表明:涂层棉织物具有良好的导电和电磁屏蔽性能;当碳纳米管质量分数为20%,涂层整理4次制备的导电涂层棉织物电导率达到16.9 S/m,在X波段的平均屏蔽效能为27.3 dB,且表现出优良的拉伸性能、透气性和功能稳定性。

3LPE管道涂层补伤改良工艺

依托随州管廊项目相关研究提出了一种利用乙基纤维素溶液、环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆与丙烯酸聚氨酯面漆配合使用的3LPE金属管道涂层补伤改良工艺;相比已有补伤方案,该方案在正常条件与湿热条件下均能有效降低漏失电流,增大剥离强度,减小阴极剥离距离,有效防止阴极屏蔽现象,经随州管廊项目验收检验合格,取得经济效益显著,为金属管道补伤施工作业提供良好借鉴。

ZnO/Fe_(3)O_(4)复合涂层织物的制备及电磁屏蔽性能研究

采用平纹纯棉织物为基布,聚氨酯为粘结剂,通过涂覆的方法制备ZnO/Fe_(3)O_(4)复合涂层织物。研究不同涂料种类对涂层织物电磁屏蔽性能的影响,分别使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪对样品的物相结构、微观形貌和屏蔽性能进行了测试。结果表明由于介电损耗和磁损耗的协同效应,ZnO/Fe_(3)O_(4)复合涂层织物在X波段(8.2~12.4 GHz)内显示出较好的电磁屏蔽性能,屏蔽效能SE最高可达10.98 dB,最佳SSE/t值为256.5 dBcm^(3)/g。

核电厂钨基屏蔽材料制备工艺及性能研究

为满足对核电站新的防辐射要求,采用高能等离子喷涂技术在45钢板上制备了W、W-Ni和W-Ni-Cr涂层,检测了涂层的显微组织、硬度、结合强度和成分分布,并采用实验室放射源测试研究了涂层和铅的屏蔽性能。结果表明:与W和W-Ni-Cr涂层相比,W-Ni涂层较均匀致密,孔隙率较小,为4.7%,硬度高达500~550 HV0.3,结合强度高于67.5 MPa;W-Ni涂层的屏蔽性能最佳,4 mm厚W-Ni涂层的屏蔽效果是相同厚度Pb涂层的1.16倍。

透明金属薄膜在电磁屏蔽中的应用

由于电磁辐射导致电子技术领域的信息安全问题备受关注,寻找降低电子设备运行时伴随的辐射的方法,是亟待解决的技术问题之一,本文对真空沉积法制备的透明金属薄膜在电子元器件显示器屏幕上的电磁屏蔽效能进行了理论分析与试验验证,讨论了金属薄膜材质及单层与多层金属薄膜网状结构对电磁屏蔽效能的影响,通过实验数据分析可知,由具有高导磁率和低电阻率的金属制成的给定厚度的单层金属薄膜屏蔽层具有最大的磁场屏蔽效能,即电子结构元件屏蔽涂层的最佳选择是厚度为30-50μm的单层铝膜。

地埋金属管材阴极屏蔽防腐失效研究

目前解决地埋金属管材腐蚀问题最常用和最有效的方法是对金属管材进行表面涂层处理,常用的有机涂料存在耐腐蚀性随涂层老化而快速下降的缺点。依托随州管廊项目,通过对管廊内金属设备防腐层进行分析,得到防腐涂层的失效原因,分析阴极保护体系下阴极屏蔽的产生原因,选出合理的涂层施工技术,减少防腐涂层施工中的污染来源,为类似项目提供参考。

有机涂层的屏蔽作用及其影响因素

从金属的腐蚀机理出发,指出减弱水和氧气对涂层的渗透性对抑制金属腐蚀起着重要作用。探讨了气体、蒸汽、无机或有机液体等对聚合物膜的渗透作用,分析了聚合物类型及颜料等对涂层屏蔽性能的影响,指出渗透性同时与扩散性和溶解性相关,同时降低水和氧气的渗透性将有利于改善最终涂料产品的性能。

高导电粒子微观渗透提高Ni涂层屏蔽效能的研究

本文采用高导电粒子的微观渗透来提高Ｎｉ涂层的屏蔽效能。低Ｎｉ含量（５０％ｗｔ）的Ｎｉ涂层经Ｃｕ粒子微观渗透后，屏蔽效能比高Ｎｉ含量（８５％ｗｔ）的提高２０ｄＢ左右。这是由于Ｃｕ渗透入低Ｎｉ涂层中微观孔洞网络内沉积，形成更多的锁链通道和电子隧道，增大导电网络密度，使其导电性能提高１个数量级所致。并探讨了控制Ｎｉ涂层导电性的理论。

转移法火焰喷涂静电屏蔽涂层

叙述了转移法火焰喷涂碳纤维增强复合材料零件表面静电屏蔽涂层工艺及模具上分离膜的制备方法，试验通过在碳纤维预浸料固化时分离膜上的静电屏蔽涂层，涂层完整转移至复合材料零件表面，涂层结合牢固，涂层表面光滑平整，与复合材料零件成为一个整体，并且不改变零件外形的完整性，不影响构件的空气动力学特性。所制备的铝涂层具有良好的静电屏蔽和导电性能，电阻值可控制在0．5～1．3mn，涂层与复合材料基体间结合强度＞20MPa，完全能满足现代飞机结构对碳纤维增强复舍材料的表面涂层性能要求。

等离子喷涂FeCrMoSnPBSiC非晶合金涂层的电磁屏蔽性能

采用软磁非晶合金FeCrMoSnPBSiC粉末作为喷涂材料,用大气等离子喷涂法在H62铜板表面制备了厚约220μm的非晶合金涂层。X射线衍射分析表明涂层中非晶含量很高,DSC分析表明非晶的晶化温度约为516℃,屏蔽效能测试表明该样品对高频电磁场和直流磁场均有良好的屏蔽效能。

涤纶水刺非织造布防静电屏蔽涂层工艺初探

导电性涂料可以用作静电耗散和电磁/射频干扰(EMI/RFI)屏蔽材料。用金属铜粉作导电填料、丙烯酸酯共聚乳液作黏合剂自制一种导电涂料,利用干法直接刮涂的方式对涤纶水刺非织造布进行涂层后整理。研究结果表明:经过亲水整理的涤纶水刺非织造布在涂层后有较好的防静电屏蔽效果;在固化温度为120℃、铜粉质量分数为55%并采用连续刮涂两层的方式涂层时,涤纶水刺非织造布可以获得良好的防静电屏蔽效果。

WC-12Co涂层对中子、γ射线的屏蔽特性及其结合强度的辐照效应

采用常规氧-乙炔焰喷涂技术制备WC-12Co涂层,模拟计算了涂层对中子、γ射线的屏蔽特性。将试样分别置于5#固体镭γ源、Am-Be中子源接受100天辐照,测试辐照前后涂层的结合强度,EDS能谱分析了辐照前后涂层界面元素分布规律。结果表明,γ光子能量小于0.01MeV时,0.5～1mm厚的WC-12Co涂层可以屏蔽98%以上的射线。1mm厚的WC-12Co涂层可以屏蔽12%的热中子,快中子屏蔽效果欠佳。涂层经中子辐照后强度提高20%～50%,γ射线对涂层强度没有明显影响。中子辐照前后涂层界面元素无扩散现象。初步分析认为,中子辐照后涂层强度提高可能与材料屈服强度、抗拉强度的提高有关。

石墨基电磁屏蔽涂层织物的制备研究

分别探讨了涂料中石墨、镍粉、石墨+镍粉质量分数对导电性能的影响,结果显示石墨质量分数为40wt%,镍粉质量分数为70wt%,石墨+镍粉质量分数为40wt%+10wt%时屏蔽涂料导电性能最好。在高分子胶粘剂中均匀分散导电粉末得到电磁屏蔽涂料,采用涂覆的方法制得屏蔽涂层织物。将石墨屏蔽涂层织物,石墨+镍混合屏蔽涂层织物和石墨/镍(底层为石墨,表层为镍)复合屏蔽涂层织物分别进行屏蔽效能测试,结果显示石墨+镍混合屏蔽涂层织物的屏蔽性能较好,在30～1500MHz范围内,屏蔽值为27.5～23.4dB,屏蔽率为95.78%～93.24%。

碳纳米管填充聚丙烯酸酯涂层的导电屏蔽特性

采用多壁碳纳米管和纯丙乳液为原料,通过一定的超声分散工艺,制备出了碳纳米管填充的聚丙烯酸酯复合涂层,并对不同碳纳米管含量下涂层的电导率进行了测试。结果表明,当碳纳米管的含量为0.58 wt%时,涂层电导率显示了显著的"渗滤"现象;碳纳米管含量在10 wt%以上时,涂层电磁屏蔽效能在20 dB以上。

电磁屏蔽复合涂层织物的制备研究

在高分子胶粘剂中均匀分散导电粉末得到电磁屏蔽涂料,采用涂覆的方法制得屏蔽涂层织物。分别探讨了涂料中石墨、镍粉质量分数对导电性能的影响,结果显示石墨质量分数为40wt%(体积分数为20%),镍粉质量分数为70wt%(体积分数为19.1%)时屏蔽涂料导电性能最好。探讨了涤/锦、纯棉织物对涂层性能的影响,选取纯棉织物作为实验基布。将石墨屏蔽涂层织物,镍屏蔽涂层织物和三明治型(镍/石墨/镍)复合屏蔽涂层织物分别进行屏蔽效能测试,结果显示复合涂层织物的屏蔽性能最优,在30～1500MHz范围内,屏蔽值为48.8～34.7dB,屏蔽率为99.64%～98.16%,且织物柔软。

非晶合金填料及其电磁屏蔽涂层性能的影响因素

软磁非晶合金因其优良的磁特性、耐蚀性及机械性能,在电磁屏蔽领域得到了广泛的关注与应用。在简要介绍非晶合金结构和性能特点的基础上,以软磁非晶合金填料为研究对象,系统地总结了影响其软磁特性和耐蚀性的因素;并从软磁非晶合金复合电磁屏蔽涂层开发的角度出发,讨论了影响涂层电磁屏蔽效能的主要因素。大量研究表明,改善非晶合金的软磁特性乃至电磁屏蔽性能,主要通过提高非晶形成能力、增强耐蚀性能和细化晶粒3个途径实现。适当添加合金元素、对合金粉末进行表面包覆或形成双层镀膜结构均可起到提高电磁屏蔽效能的作用。另外,对于电磁屏蔽涂层来说,使用片状填料形成良好的导电网络、选用适当的偶联剂与填料配合获得最佳的分布状态均是提高涂层的电磁屏蔽效能的关键。最后对今后的研究方向作了探讨。