芳基磷酸酯盐改性石墨烯/水性环氧涂层的耐腐蚀性能研究

为了提高石墨烯在水性环氧树脂(EP)中的分散性和相容性,通过2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠(NA-11)对石墨烯进行改性处理,改性后的石墨烯分散在环氧树脂中,加入固化剂制得石墨烯/环氧涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、交流阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线(Tafel)对复合涂层的结构和防腐性能进行测试分析。结果表明,NA-11改性石墨烯在水和环氧树脂中具有良好的分散性。改性后的石墨烯能显著提高复合涂层的防腐性能,其初始阻抗模量(|Z|_(0.01 Hz))从445.7 kΩ·cm^(2)提高至5047 kΩ·cm^(2),自腐蚀电流密度(i corr)从0.2023μA·cm^(-2)降低至0.006441μA·cm^(-2),石墨烯的物理阻隔性和“迷宫效应”使得涂层对基体的长期防护效果显著提升。

飞机蒙皮材料在醋酸钾型除冰液中腐蚀行为研究

目的评价醋酸钾型除冰液能否用于飞机除冰以及对飞机蒙皮材料腐蚀性的影响。方法采用AutoLab电化学工作站对飞机蒙皮材料在不同浓度缓蚀剂、无缓蚀剂醋酸钾型除冰液中的干湿交替腐蚀电化学行为进行分析,通过扫描电镜观察其腐蚀前后表面形貌及涂层/基体金属界面形貌。结果无缺陷飞机蒙皮涂层在除冰液中的阻抗模值高达2.78×10^10Ω·cm^2,而缺陷涂层的阻抗模值只有1.72×10^7Ω·cm^2,说明缺陷破坏了涂层的完整性,降低了涂层的阻抗模值,明显加速了飞机蒙皮材料的腐蚀。带缺陷飞机蒙皮试样经除冰液腐蚀不同周期后的低频区Rct存在较大变化,试样在高浓度无缓蚀剂除冰液中的Rct始终低于在低浓度溶液中的Rct;试验初期,试样在高浓度除冰液中的Rct较大,说明此时缓蚀剂浓度较高,缓蚀作用明显;但随着腐蚀周期的延长,Rct逐渐减小,说明缓蚀剂逐渐失效,高浓度除冰液的腐蚀性逐渐增强并高于低浓度除冰液。腐蚀实验后,飞机蒙皮涂层表面和涂层/基体金属界面处存在一定的腐蚀产物;人造缺陷破坏了涂层的完整性,降低了涂层的结合力,甚至产生局部剥离,造成除冰液浸入,在划痕处发生了较严重的膜下腐蚀。结论醋酸钾型除冰液对飞机蒙皮材料存在一定的腐蚀性,尤其是当涂层存在缺陷时,腐蚀较为严重。

碳纳米管/聚苯胺柔性自支撑复合电极材料的制备及其电化学性能研究

基于原位化学氧化聚合并结合真空辅助成型获得了聚苯胺(PANI)包裹碳纳米管(CNTs)的CNTs/PANI自支撑复合电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)对CNTs/PANI复合膜的微观形貌和结构进行表征,并利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试。实验结果表明,CNTs被PANI颗粒均匀包覆。CNTs/PANI-15(CNTs与An的质量比为1∶15)复合电极的比电容为387F/g(电流密度为0.5A/g),且在3A/g电流密度下连续循环10000圈时,电容保持率为86%。而纯PANI在8000次循环充放电测试后,电容保持率低至66%,且结构几乎坍塌。其原因在所制备的CNTs/PANI复合电极材料兼具PANI的赝电容和CNTs的双电层电容的双重储能机理,通过二者的协同作用显著改善了CNTs/PANI复合膜的电化学性能。

石墨烯复合防腐蚀涂料的研究进展

石墨烯具有其优异的力学、电子学、热学、磁学、化学特性及屏蔽性能,在防腐蚀领域具有巨大的潜力。目前石墨烯在防腐蚀应用上主要有2种方式,一种是直接作用在基材上,另一种是作为纳米填充物对聚合物涂层改性。石墨烯与具有防腐蚀性能的聚合物材料复合使用,所制备的复合防腐蚀涂料的综合防腐蚀性能得到大幅提高。围绕复合防腐蚀涂料研究,介绍了石墨烯在溶剂型和水性环氧树脂防腐蚀涂料、聚氨酯防腐蚀涂料以及丙烯酸防腐蚀涂料中的功能化应用,综述了近几年来国内外石墨烯复合防腐蚀涂料的研究现状,并就石墨烯复合防腐蚀涂层的发展前景进行了展望。

纤维增强复合材料的耐蚀性研究进展

纤维增强复合材料在国民、军工、国防等众多领域崭露头角,成为了材料行业的佼佼者。虽然纤维增强复合材料研究成果令人鼓舞,但在其基础研究领域还是比较薄弱。本文主要介绍了玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维等增强复合材料的主要制备工艺,着重阐述了在防腐领域的研究成果。针对目前纤维增强复合材料的发展动态,指出了未来的发展方向与建议。

外电场下氨分子光谱与激发特性研究

利用筛选的B3PW91密度泛函方法在CC-PVQZ基组下优化出氨分子的基态稳定构型,并考察了不同外电场对NH_(3)分子的特性及红外光谱(IR)的影响,在此基础上利用TD-DFT考察了不同外电场对NH_(3)分子前9个激发态的影响.结果表明:电场由0 a.u.增加至0.04 a.u.时,NH_(3)的构型参数与电场强度有明显的依赖关系;总能量(E_(T))呈下降的趋势;偶极矩(μ)呈增加的趋势;最高占据分子轨道(HOMO)的能级呈降低的趋势,最低空分子轨道(LUMO)的能级呈增加的趋势;能隙(E_(G))呈增加的趋势,即外电场会影响NH_(3)参与化学反应的能力;IR在电场考察范围内的特征峰位置及强度均会受到电场的影响,即可利用电场对分子的IR进行调控,从而便于对相关谱图信息的捕捉;外电场对NH_(3)分子的激发能及振子强度均有影响,因此,可以利用外电场来调控NH_(3)的激发特性.

铝合金微弧氧化的研究进展

综述了微弧氧化技术的发展历程、成膜机理,论述了铝合金微弧氧化的特点。基于铝合金微弧氧化工艺研究现状,详细阐述了氧化时间、占空比、电压、电流密度、电解液浓度、基体粗糙度、纳米颗粒添加剂以及复合工艺等对铝合金微弧氧化膜层的组织与性能的影响。如电流密度会影响涂层的生长机理,使膜层的表面结构和内部缺陷产生较大的差异;采用不同的电解液所得到的膜层的厚度和粗糙度有明显的区别;在不同的电压参数下膜层的均匀性及膜层中微孔的尺寸大不相同;制备微弧氧化复合涂层以及采用纳米增强颗粒可使膜层的结构和性能有大幅提升。通过改变以上影响因素对铝合金微弧氧化膜层组织和结构加以调控,从而实现了对膜层性能的优化,如膜层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性能的提高。最后对铝合金微弧氧化的发展方向提出了展望。

外电场下甲醛的分子光谱与解离特性研究

以CC-PVQZ为基组,采用筛选的B3LYP研究了不同外电场对CH_(2)O分子基态结构、电荷分布、总能量、电偶极距、最高占据轨道(HOMO)能级、最低占据轨道(LUMO)能级、能隙、红外光谱、拉曼光谱及CH_(2)O分子中1C-2H键解离的影响.研究表明:电场由-0.04 a.u.变化至0.04 a.u.时,CH_(2)O的结构参数与电场有明显依赖关系;体系总能量呈下降趋势;偶极矩呈增加趋势;HOMO能级与LUMO能级均逐步降低;能隙则呈增加趋势,即CH_(2)O参与化学反应的能力会受到电场的影响;红外与拉曼光谱在电场考察范围内均出现红移现象,且光谱强度还会受到电场的影响,即可利用电场对分子的红外及拉曼光谱进行调控,从而便于对相关谱图信息的捕捉;CH_(2)O分子中的1C-2H键的束缚情况会受不同电场的影响,且1C-2H键解离势垒与电场具有极高相关性,研究结果为电场降解甲醛提供了重要的理论依据.

铝合金化学镀镍液的三组分配位剂成分优化

目前,系统研究化学镀镍中配位剂选取对镀层质量影响的报道不多。选用常用的丁二酸、柠檬酸和乳酸复合构成三组分配位剂系统,利用称重法、电化学技术和SEM,对化学镀Ni的沉积速度、镀层微观形貌及其耐蚀性进行评价,深入研究由丁二酸、柠檬酸和乳酸构成的三组分配位剂的协同作用对镀层结构与性能的影响规律。结果表明:配位剂的种类及含量对镀速、镀层的微观形貌及其耐蚀性能产生显著影响,镀液中柠檬酸和乳酸含量对镀层沉积速率和耐蚀性影响较大,丁二酸含量对镀层沉积速率和耐蚀性影响较小,选用含有5 g/L丁二酸、5 g/L柠檬酸和25mL/L乳酸三组分配位剂的镀液可获得耐蚀性较佳的镀层,该条件下的沉积速率约为13.4μm/h。

磨料水射流-离子氮化复合处理对316不锈钢表面摩擦性能的影响

目的研究磨料水射流-离子渗氮复合处理对316不锈钢摩擦学性能的影响。方法采用磨料水射流、离子氮化技术分别在316不锈钢表面进行喷丸(WJ-316SS)、渗氮(PN-316SS)、喷丸+渗氮(WJ-PN-316SS)表面强化处理,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计、粗糙度测试仪、超景深显微镜、划痕仪和摩擦磨损仪等研究复合处理试样的表面形貌、表层相结构与韧性,并讨论了不同表面处理试样的力学性能以及在干摩擦条件下的摩擦学行为。结果复合处理后的试样表面形成了连续密排的凹槽织构,表面改性层含有Fe_2N、Cr_2N、CrN等化合物,离子渗氮层厚度大约为10μm,表面显微硬度(79HRC)和表面粗糙度(1.10μm)高于单一表面处理试样。在与Si_3N_4摩擦配副进行干摩擦的实验中,316SS、WJ-316SS、PN-316SS的摩擦因数分别为0.8、0.4、0.5,磨损质量分别为7.1、3.3、3.7 mg。而WJ-PN-316SS的摩擦因数在0.25附近波动,磨损质量为0.3 mg,明显低于单一表面处理试样,耐磨性能更加优异,其磨损机理主要为疲劳磨损和氧化磨损。结论磨料水射流-离子渗氮复合处理能显著改善316不锈钢的摩擦学性能。

外场作用下CO_(2)分子结构及特性研究

以CC-PVDZ为基组,采用筛选的B1B95密度泛函方法研究了不同外电场对CO_(2)分子结构和特性的影响.研究发现:CO_(2)的结构参数与电场有明显的依赖关系;CO_(2)分子体系的总能量、偶极矩及HOMO与LUMO能级均会受电场的影响;基于外电场对能隙的影响,可以发现外电场会影响CO_(2)参与化学反应的能力;同时CO_(2)红外光谱的特征峰与光谱强度均会受到外电场的影响,且在外电场作用下CO_(2)还会产生新的红外特征峰,因此可通过外电场对分子红外光谱进行调控,进而便于捕捉相关谱图信息;最后通过考察CO_(2)分子中1C-2O键的解离势垒受外电场的影响情况,发现1C-2O键解离势垒与外电场具有极高的相关性,研究结果为电场降解CO_(2)提供了重要的理论依据.

氟化石墨烯对环氧树脂涂层耐蚀性能的影响

目的探究氟化石墨烯(FG)添加对环氧树脂(EP)涂层耐蚀性能的影响。方法通过SEM、XRD、FT-IR、AFM、粒径分布对FG的微观组织结构进行表征,利用沉降实验研究FG在EP中的分散稳定性,结合涂层断面形貌研究FG在涂层中的分布情况。采用电化学阻抗谱研究EP涂层和FG改性EP涂层(FG/EP涂层)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果FG尺寸约为1μm,厚度为5 nm,呈典型的片层状结构。FG在EP中具有较好的分散稳定性,FG添加使EP涂层的接触角由95.3°提高至110.9°,提高了涂层的疏水性,降低了腐蚀介质与涂层表面的接触面积。在浸泡初期,EP涂层和FG/EP涂层的低频阻抗模值(|Z|0.01 Hz)均在1011Ω·cm^2左右。随浸泡时间的延长,EP涂层的|Z|0.01 Hz快速下降至109Ω·cm^2,而FG/EP涂层在3000 h浸泡过程中始终维持在1011Ω·cm^2以上。涂层电阻(Rc)也表现出相似的变化规律。FG添加提高了EP涂层的屏蔽性能,改善了涂层的长期防护性能。结论FG添加至EP中,可在涂层内部形成“迷宫效应”,提高涂层的屏蔽性能,增加腐蚀介质的扩散路径,延缓腐蚀介质的渗透过程,显著改善涂层对基体的长期防护作用。

一种新型Mg-8Sn-2Zn-0.5Cu合金热加工变形的组织演变和优化参数分析（英文）

利用Gleeble?1500D热模拟试验机在250~400℃、0.01~3 s^?1变形条件下,通过实验和模拟研究固溶Mg?8Sn?2Zn?0.5Cu(TZC820)合金的热变形行为。结果表明,变形温度和应变速率对合金的流变应力和材料常数有显著的影响。此外,基于真实应力?应变曲线建立应变补偿的本构关系。合金的主要变形机制为动态再结晶(DRX),随着变形温度的升高和应变速率的降低,DRX程度得到明显提高。利用元胞自动机方法模拟该合金在热压缩过程中的显微组织演变。此外,构建合金的塑性加工图,得到固溶态TZC820合金的较优加工条件为370~400℃、0.01s^?1和320~360℃、1?3 s^?1。

电沉积法制备超疏水涂层的研究进展

超疏水涂层具有防腐蚀、防污、自清洁等优良特性,是目前功能材料研究的热点之一。常见的电沉积法在制备超疏水涂层上具有独特的优势,如工艺简单、设备低廉、操作容易、重复性高,并且通过改变加工参数可获得各种微纳米结构的表面,因此备受关注。重点介绍了电沉积法制备超疏水涂层的几种方法以及所制备的超疏水涂层的应用,指出了其存在的主要问题,并对其发展方向进行了展望。

EDTA/THPED二元络合体系化学镀铜的沉积动力学分析

为增强对化学镀铜反应过程的调控,建立了乙二胺四乙酸(EDTA)/四羟丙基乙二胺(THPED)二元络合化学镀铜体系,基于Arrhenius和经验动力学公式对该二元络合体系的沉积动力学及控制步骤进行分析。研究表明,该二元络合体系的反应表观活化能(Ea)为15.2 kJ/mol,远低于活化能(Ea)为60.9 kJ/mol的EDTA单络合体系,对应各主要组分的反应级数比EDTA单络合剂体系高,其中C(OH-)对二元络合体系沉积过程的作用与对单络合体系的作用完全不同,即促进了二元络合体系的沉积反应,又对单络合体系起抑制作用。二元络合体系各组分对动力学影响程度依次为:C(Cu2+)>C(OH-)>C(HCHO)>C(L)。混合电位测试结果显示阴极还原反应受铜络离子扩散过程的控制。获得了二元络合剂体系化学沉积过程的动力学方程模型。

静电纺丝制备聚丙烯腈基复合锂离子电池隔膜

调控静电纺丝参数可获取不同纳米纤维隔膜,而电纺溶液的性质是最重要的影响因素之一。文章采用静电纺丝法制备以聚丙烯腈/聚氨酯为基材的纳米纤维隔膜,并讨论不同的TiO2无机粒子添加量对其影响,探讨了PAN/TPU/TiO2复合隔膜在电池中的应用。实验结果表明:TiO2的添加量对电纺PAN/TPU/TiO2复合纤维的直径影响较大,在适量的添加范围内可有效减小纤维直径,其中添加质量分数在1.5%时,纤维直径范围较小,为600~700 nm,且在低倍率测试后拥有较好的放电容量和保持性。

铝合金微弧氧化涂层表面DTMS硅烷化处理研究

探究十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)改性对2024铝合金微弧氧化膜层(MAO)以及钒酸根型微弧氧化/水滑石复合膜层(MLV)的性能影响。利用扫描电镜、接触角测试仪及电化学阻抗和极化曲线对MAO膜层、MAO-DTMS膜层和MLV-DTMS膜层的表面形貌、疏水性和耐蚀性能进行分析。结果表明:DTMS改性能够对微弧氧化膜层的结构缺陷进行修复,能显著提高膜层表面疏水性并改善膜层的耐蚀性能。同时,水滑石的生长还能够促进DTMS在微弧氧化膜层表面的成膜,进一步提高MAO膜层的长期耐蚀性能。

量子化学计算在高中有机化学可视化教学中的应用

量子化学计算是近年来发展较快的化学研究领域之一。本文以高中有机化学中化合物的立体结构和化学性质为例,运用量子化学计算辅助教学的方法,实现高中有机化学的可视化教学,探讨量子化学计算在高中有机化学教学中的应用。量子化学计算在高中有机化学教学中的使用有助于学生了解分子结构和理解化学性质,丰富课堂教学的形式,增强课堂教学的生动性,激发学生的学习兴趣。

CeVO_(4)改性硅烷膜的耐蚀性能研究

为了探究钒酸铈(CeVO_(4))在硅烷膜改性方面的可行性,并拓展其在腐蚀防护领域的应用,采用水热合成法制备不同结构的CeVO_(4),并将其添加至KH560硅烷溶液中,通过浸渍法在铝合金表面制备CeVO_(4)改性硅烷膜。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)技术、扫描电子显微镜(SEM)对CeVO_(4)结构进行表征,采用电化学阻抗谱和极化曲线对硅烷膜的耐蚀性能进行研究,分别讨论不同添加量的CeVO_(4)和不同含量乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)制备CeVO_(4)对硅烷膜层耐蚀性能的影响。结果表明:不同含量的EDTA制备CeVO_(4)具有不同的形貌结构与结晶度,当EDTA含量为2.5 mmol时,制备得到CeVO_(4)结晶度最好,微观结构为纳米哑铃状,长度大约2μm;不同结构的CeVO_(4)能够提高硅烷膜层的耐蚀性能,其中,当EDTA含量为2.5 mmol,CeVO_(4)添加量为100 mg/L时,改性硅烷膜层耐蚀性最好,其膜层低频阻抗模值高达4.181×10^(6)Ω·cm^(2),腐蚀电流密度降至2.254×10^(-8)A·cm^(-2)。研究结果对CeVO_(4)在硅烷膜改性及腐蚀防护领域的研究具有一定的指导意义。

含膦胺配体的1,2-二芳基乙烯-1,2-二硫醇镍配合物的合成、结构表征与电催化制氢性能

合成了10种含膦胺配体的1,2-二芳基乙烯-1,2-二硫醇的镍配合物[(p-XC_(6)H_(4)N(PPh_(2))2)Ni(S_(2)C_(2)(C_(6)H_(4)Y-p)2)](1:X=Br,Y=CH_(3)O;2:X=Br,Y=CH 3;3:X=Br,Y=H;4:X=Br,Y=Br;5:X=Br,Y=F;6:X=F,Y=CH_(3)O;7:X=F,Y=CH 3;8:X=F,Y=H;9:X=F,Y=Br;10:X=F,Y=F),通过元素分析、核磁共振谱、红外光谱和紫外-可见吸收光谱对镍配合物的结构进行了表征.配合物l DMF的X-射线单晶衍射分析表明镍原子处于近乎完美的四方平面构型的S_(2)P_(2)配位环境中,通过循环伏安法测定了配合物在DMF溶液中的电化学性质以及在三氟乙酸(TFA)存在时的电催化制氢性能.研究结果表明:0.25 mmol配合物1-10在添加67.317 mM TFA时,其电催化制氢的转换频率和过电位分别为299.3~809.7 s^(-1)和0.867~0.995 V.