通过调控表面石墨烯-环氧树脂复合涂层的仿生界面和取向以提高镁合金的防腐和热/电性能

通过旋涂方法制备具有“砖泥”结构的仿生石墨烯−环氧树脂复合涂层。合成咪唑基离子液体修饰的石墨烯(GI)以改善石墨烯(G)和环氧树脂之间的界面相容性。通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱观察和分析其表面形貌和化学结构,利用热成像仪记录表面温度变化,通过体积表面积电阻率测试仪和激光闪点法分别测定涂层的表面电阻率和导热系数,通过电化学阻抗谱和盐雾腐蚀试验表征其耐蚀性。复合涂层中的GI层呈现出近似平行的取向,从而提高热传导和静电耗散效率。穿过平面的导热系数和表面电阻率分别为0.77 W·m^(−1)·K^(−1)和1.6×10^(6)Ω·cm。电化学阻抗谱测试表明,经过40 d的浸泡,涂层的低频模量达到6.76×10^(10)Ω·cm^(2),比纯环氧涂层提高约2个数量级,表现出优异的耐腐蚀性。

成分和结构对Ni-W-P镀层抗冲刷腐蚀性能的影响

研究了不同成分和结构的ＮｉＷＰ合金镀层的硬度、耐蚀性及在液固双相流中的抗冲刷腐蚀性能，并对镀层表面膜进行了ＸＰＳ分析，结果表明：镀层中钨含量的增加有利于提高镀层的硬度、耐蚀性和抗冲刷腐蚀性能。由Ｎｉ（ＯＨ）２，ＷＯ３，Ｎｉ３（ＰＯ４）２组成的表面膜具有较强的修复能力，这是使镀层具有优异抗冲刷腐蚀性能的主要因素之一。４００℃以下较低温度的热处理提高了镀层的硬度，但削弱了镀层的耐蚀性，然而对抗冲刷腐蚀性能却略有提高。

钒和铜对高合金白口铸铁铸态组织及性能的影响

针对磨钼矿用磨球的湿式磨损工矿条件,通过时高合金白口铸铁进行成分设计、材料制备以及相应的性能测试和组织观察,分析了不同配比的Cu和V对高合金白口铸铁铸态组织及性能的影响。研究结果表明,不同的Cu和V含量对高合金白口铸铁碳化物的形态和分布影响不同。含量为1．0％的Cu和V的该合金(12．0％Cr),其碳化物呈现短杆状、块状,均匀弥散分布于基体中,材料的硬度、冲击韧度和耐腐蚀磨损性能得到有效提高,相对耐磨性比不合Cu、V的普通高铬铸铁(18．0％Cr)约提高了15％。

W对Co基合金熔覆层组织和耐锌蚀性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命并节约热镀锌成本,采用半导体激光器在316L不锈钢表面制备了具有不同成分的两种钴基合金熔覆层.分别对激光熔覆层的组织形貌、成分、相结构、显微硬度及耐锌蚀性能进行了研究.结果表明,W元素的加入使得熔覆层晶粒发生细化,熔覆层组织主要由γ-Co固溶体、Co_3Mo_2Si相和少量Cr_7C_3相组成,同时还生成了少量弥散分布的Co_6W_6C相.添加W元素后熔覆层的平均硬度可达986 HV,相比未添加W元素的Co基合金熔覆层约增加了114 HV,且约为316L不锈钢的4.5倍.与原Co基合金熔覆层相比,添加了W元素的Co基合金熔覆层中弥散分布的Co_6W_6C相使熔覆层耐锌蚀性能大幅度提高.

Mg-9Gd-3Y镁合金PEO-EPD复合膜层组织结构与耐蚀性研究

为了提高镁合金的耐蚀性,本文利用扫描电镜分析了Mg-9Gd-3Y(GW93)镁稀土合金表面等离子电解氧化陶瓷层、等离子电解氧化-电泳复合膜层和电泳膜层的表面与纵截面形貌组织,利用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)分析了电泳膜层有机官能团类型,用电化学测试手段和盐雾试验方法测试了该合金不同处理膜层的耐蚀性,讨论了电泳电压和固体粉料分数对等离子电解氧化-电泳复合膜层厚度、成膜速率和耐蚀性的影响.研究结果表明,随着电压、固体份的升高,等离子电解氧化-电泳复合涂层厚度和成膜速率呈增大趋势,腐蚀速率随着电压升高呈先减小后增大的趋势,随着固体份的增加呈降低趋势.电泳电压为70V,固体份为19%时,在等离子电解氧化膜层上生成陶瓷层与有机化合物层结合紧密的等离子电解氧化-电泳复合膜层,腐蚀电流密度比等离子电解氧化膜层降低两个数量级,自腐蚀电位正移200mV,耐蚀性提高近13倍.

广西玉林市博物馆馆藏七件铜鼓的初步分析研究

迄今已有2700多年历史的铜鼓,是南方少数民族地区节日、喜庆、兵事、婚丧、祭祀、礼乐等场合使用的一种重器。为了对锈蚀状况做出科学的现状评估,为器物保护修复技术路线的制定和修复工作的开展提供科学指导,对玉林市博物馆馆藏7件铜鼓综合运用了体视显微镜、金相显微镜、激光显微拉曼光谱仪(RS)和环境扫描电镜及能谱仪(ESEM-EDAX)等仪器进行了金相组织和合金成分分析以及锈蚀产物的分析。分析结果显示:7件器物皆为泥范铸造成型,未见热、冷加工处理现象。7件铜鼓皆为铅锡青铜合金,总体呈低锡高铅的特点。组织形态呈典型α固溶体树枝晶偏析,锡含量处于6.0%~12.2%,分布较为集中,处于中等含量水平(5%≤Sn<15%);铅含量处于14.4%~28.2%,铅含量普遍较高且分布较为集中,处于中高铅(10%≤Pb<15%)和高铅含量(Pb≥15%)水平,合金中高铅含量配比应为工匠有意合金配比选择;铜鼓的腐蚀类型为α固溶体富铜相优先腐蚀,保存环境主要是富氧、少氯,铜鼓表面锈蚀产物主要为绿色孔雀石和蓝色蓝铜矿以及氧化物,有少量白色白铅矿。在保护修复工作中对于这些无害锈可保留,不予处理,并注重防氧。对于铜鼓表面夹杂泥土,需进行清洗去除。研究结果可为器物保护修复技术路线的制定和修复工作的开展提供科学指导。

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。

AZ31B镁合金表面钒/锆复合转化膜

目前已有的镁合金无铬化学转化工艺都存在一些不足。通过单因素试验优选了由偏钒酸盐、氟锆酸盐组成的转化液及其成膜工艺条件,在AZ31B镁合金表面制备了无铬复合化学转化膜,并采用扫描电镜、能谱分析和电化学测试考察了转化膜的成分、结构及耐蚀性能。结果表明:最优工艺为2.0 g/L偏矾酸铵,2.0 g/L氟锆酸钾,pH值2.5,温度60℃,转化时间15 min;在此条件下获得了由70.54%Mg,1.88%Al,0.77%Zn,10.63%O,10.36%F,4.75%Zr和1.05%V元素组成的无定形结构转化膜;转化处理后腐蚀电位较基体正移了269 mV,腐蚀电流密度由基体的6.20×10-5A/cm2降低至7.28×10-6A/cm2,耐中性盐雾时间达80 h,使镁合金的耐蚀性能显著增强。

Al_2O_3颗粒增强共晶铝锰基复合材料的腐蚀磨损性能

选择铝锰共晶合金及其复合材料作为研究对象,用XRD,SEM,EDS分析试样。首先分析了试样的金相组织,再分析了它们在三种摩擦条件下的磨损失重、摩擦因数及磨痕形貌,最后分析其耐冲蚀性能。结果表明:Al2O3颗粒的加入改变了铝锰化合物的形态;试样在仅有腐蚀液条件下的磨损量和摩擦因数最大,在有腐蚀液加磨粒条件下次之,在干摩擦条件下最小;从磨痕形貌可知在仅有腐蚀液条件比在腐蚀液磨粒条件有更多的凹坑,在腐蚀液磨粒条件比干摩擦条件有更深的犁沟。在7m/s冲蚀速度下,冲蚀试样的磨损率随磨粒粒径的增大呈先增大后减小的趋势;在3.5m/s下,磨损率随磨粒粒径的增大而逐渐减小,合金在0.15～0.212mm粒径下实验后出现'增重'现象。

低合金结构钢腐蚀的影响因素及其耐蚀性判据

通过对不同厂家或产线生产的相近成分和显微组织的8种低合金工程结构钢样品进行中性盐雾加速腐蚀试验,结合成分测试、微观组织分析、腐蚀产物分析及数据统计与计算拟合等方法,提出了评价低合金结构钢耐蚀性的综合耐蚀指数及其包含钢材成分、夹杂物、组织及晶粒度等多因素的数学表达式.研究结果表明,低合金工程结构钢的耐蚀性除与传统的耐蚀指数I相关外,还受钢中夹杂物、显微组织、晶粒度等多种材料因素的耦合影响,其影响程度按从大到小排序依次为耐蚀合金元素所决定的耐蚀指数I、夹杂物总量、珠光体含量和晶粒度级别.综合耐蚀指数Y可作为比耐蚀指数I指数更有效的低合金钢耐蚀性判据,具有重要的工程应用价值.

飞机用铝合金-CFRP搭接结构的电偶腐蚀预测研究

目的通过有限元仿真,预测飞机复合材料-铝合金搭接试件可能产生的腐蚀部位和腐蚀深度。方法采用动电位极化的方法,测得温度为40℃的5%NaCl溶液中铝合金和复合材料两种材料的极化曲线。以极化曲线及其拟合的电化学动力学参数作为边界条件,建立电偶腐蚀仿真模型。通过模型计算,分别得到两种材料的腐蚀预测结果,将其结果与实验室腐蚀试验结果进行对比。结果电偶试件模型预测得到的电偶电位值与实验测量得到的电偶电位值对比误差为4.2%。搭接试件的腐蚀部位为偶接处3 mm内,其腐蚀分布与搭接件电偶腐蚀模型预测的电位分布规律基本一致,腐蚀深度的预测值和腐蚀实验的实测值对比误差为12.5%。结论该研究的仿真预测结果与试验结果在一定程度上具有一致性,证明了仿真模型的正确性。

Nd－Fe－B合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响

研究了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响。对Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金各主要组成相在纯水和ＮａＣｌ溶液中电位进行了测定，结果表明Ｅ（富Ｎｄ相）＜Ｅ（基体相）＜Ｅ（富Ｂ相）。Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的腐蚀特征是晶界处的富钕相优先腐蚀，然后向晶粒内Ｎｄ２Ｆｅ（１４）Ｂ基体相扩展。环境腐蚀试验结果表明，Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金中加入Ｄｙ后，耐蚀性提高；加入Ａｌ后，则耐蚀性有所下降。

核用难熔高熵合金的研究进展

开发具有优秀综合性能的核结构材料是先进反应堆研发的关键挑战之一。具有体心立方结构的难熔高熵合金以多种难熔金属为主要合金元素,在抗辐照、高温强度方面潜力较大,在核结构材料领域应用前景广阔。本文围绕难熔高熵合金的成分设计与制备、相组成和相稳定性、力学性能、抗腐蚀性能和抗辐照性能,对当前难熔高熵合金在核结构材料领域的研究进展进行了总结,并在此基础上对核用难熔高熵合金的下一步研究方向和潜在应用场景做出了展望。

耐候钢成分设计和轧制工艺浅析

文章介绍了合金元素在耐候钢中的作用、耐候钢的抗大气腐蚀的机理、耐候钢的组织设计、不同强度级别耐候的成分设计、控制轧制控制冷却的工艺、耐候钢的合金化程度等。总结阐述了近些年来国内耐候钢的研究成果及发展趋势。

WC含量对定向结构Ni60涂层耐蚀性能的影响

为了研究WC含量对Ni60合金涂层耐腐蚀性能的影响规律及相关机制,向Ni60合金粉体中添加不同质量分数的WC,通过高频感应重熔和强制冷却技术,在45#钢表面制备WC添加的Ni60/WC复合定向结构涂层。采用SEM、EDS、XRD、电化学性能测试和浸泡实验等检测手段分析研究了WC颗粒增强Ni60合金的定向结构复合涂层的耐腐蚀性能及其机制。结果表明:随着WC添加量的增加,极化电阻先增大后减小,WC添加量为10%时达到最大值9710.8Ω;腐蚀电流密度先减小后增大,WC添加量为10%时最小,为1.34×10^-6 A/cm^2。WC添加量对涂层显微形貌、元素分布、物相均有影响,进而影响涂层耐蚀性能。

烧结温度对多孔Ti-15Al合金微观结构与性能的影响

以金属Ti粉和Al粉为原料,采用粉末冶金法制备多孔Ti-15Al合金材料,并研究不同的烧结温度对其物相成分、微观孔隙结构、抗压性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:多孔Ti-15Al合金在高温烧结后,因金属Ti和Al之间发生偏扩散和固相反应而形成了α-Ti和Ti_(3)Al的平衡相,随着烧结温度的升高,合金中孔隙结构逐渐由长条状的贯通孔向近似球状的封闭孔转变,且孔隙率和平均孔径尺寸均呈先增大后减小的变化,在1300℃烧结后的孔隙率和孔径尺寸最小,最小值分别为11.6%和13.8μm;因材料孔隙结构的转变,导致多孔Ti-15Al合金的抗压强度和耐腐蚀性能均随烧结温度的升高先增大后减小,烧结温度为1300℃时的抗压强度和耐腐蚀性能最好,最大抗压强度为79 MPa,最小腐蚀电流密度为2.05×10^(−7) A/cm^(2)。

铝合金表面稀土转化膜性能与耐蚀机理研究

在全面分析国内外稀土转化膜的研究成果和存在问题的基础上,结合前期稀土对铝合金缓蚀机理、成膜机理研究成果,对含氧化促进剂的化学方法形成的稀土铈转化膜进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线散射能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析、X射线光电子能谱(XPS)的Survey谱图分析转化膜的主要成分和铈的价态。结果表明:铝合金表面稀土转化膜主要由非晶态的四价Ce氧化物/氢氧化物和铝氧化物的混合物组成;在整个转化膜中Ce元素总体分布均匀;转化膜致密均匀,局部镶嵌一些富含Ce沉积物。电化学研究证明,在NaCl溶液中含氧化促进剂H2O2形成致密的非晶态的铈转化膜能够阻止水和Cl离子在转化膜中的渗透,同时抑制了铝合金表面发生电化学腐蚀的阴极过程和阳极过程,稀土转化膜产生点蚀后还具有一定的自修复能力。