SiO_2/EP梯度耐磨复合涂层的制备及其性能研究

为改善共混法制备陶瓷/环氧树脂(EP)复合涂层时由于填料颗粒的大沉降现象而引起的涂层粘结性和耐磨性变差,将具有一定粒度分布的Si O2粉末利用喷粉的方法引入环氧树脂涂层,通过控制固化温度和时间来控制不同粒径Si O2颗粒在环氧树脂涂层中的沉降深度,制得了Si O2颗粒呈梯度分布的Si O2/EP复合涂层。研究了Si O2/EP梯度复合涂层的粘结性和耐磨性,探讨了Si O2/EP梯度复合涂层的形成机制。结果表明:不同粒径的Si O2颗粒在环氧涂层中可呈梯度分布,喷粉法制备的Si O2/EP复合涂层的粘结性与耐磨性均高于共混法制备的Si O2/EP复合涂层。     

反应等离子弧喷涂制备纳米结构FeAl_2O_4基复合涂层及其摩擦性能研究

通过反应等离子弧喷涂方法喷涂微米级Fe_2O_3和Al粉体制备FeAl_2O_4基纳米涂层,并利用XRD,SEM,TEM等方法对复合涂层的结构与形貌进行了测试分析。试验结果表明,复合涂层主要由FeAl_2O_4,Fe,Al_2O_3和少量Al Fe相构成,涂层组织为纳米结构,80~200 nm的FeAl_2O_4基体上分布大量的Fe,Al_2O_3颗粒。在涂层截面具有典型的等离子弧喷涂层状结构。通过室温以WC-Co涂层为对磨材料干摩擦试验以及磨损形貌和机理的分析,结果显示复合涂层具有优良的耐磨性且磨损方式为疲劳磨损。     

改性硅藻土及PDMS对环氧涂层的阻垢耐蚀性能的影响

利用氨基硅油改性的硅藻土(Si-ASO),结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一种有机硅环氧树脂基(EP)复合功能涂层(EP/Si-ASO/PDMS)用于金属表面的防垢和防腐。采用扫描电镜、电化学测试、摩擦测试等对涂层性能进行表征。结果表明,EP/Si-ASO/PDMS复合涂层具有独特的防垢性能,涂层表面的CaCO₃沉积量与EP/Si涂层相比减少了45%。耐腐蚀试验证明EP/Si-ASO/PDMS复合涂层具有优异的耐蚀性,制备的EP/Si-ASO/PDMS复合涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡34 d后仍然保持着较高的阻抗模量(10¹⁰ Ω/cm²左右)。摩擦实验表明EP/Si-ASO/PDMS复合涂层具有良好的耐摩擦性,经过5000转摩擦后,质量损失仅为EP/Si涂层的26.47%。     

纳米Al2O3掺杂酚醛/环氧复合涂层的耐腐蚀性能

以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为基体,将硅烷改性的纳米Al₂O₃掺杂其中,制备了纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层。利用红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对复合涂层进行了表征。结果表明：硅烷改性的纳米Al₂O₃和PF与EP之间发生了化学反应,酚醛固化涂层的抗渗透性和交联密度提高;纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层的耐腐蚀性能优于EP涂层和PF/EP涂层,且掺杂3%(质量分数)纳米Al₂O₃的PF/EP复合涂层,其耐腐蚀性能最优;硅烷改性的纳米Al₂O₃与PF/EP之间的分散性和稳定性提高,涂层变得更致密,阻碍了腐蚀性介质的扩散,从而提高复合涂层的耐腐蚀性能。     

TiO_2/Al_2O_3微弧氧化复合涂层的制备及耐磨性研究（英文）

主要利用微弧氧化方法在Ti-6Al-4V合金表面制备Ti O_2/Al_2O_3复合涂层,并揭示了O~(2-)、Al O_2~-,和Ti~(4+)在涂层生长过程中的作用机制。在高温高电压条件下,Ti-6Al-4V合金表面首先生成Ti O_2、Al_2O_3和Al_2Ti O_5,不断放电引起的高热能导致Al_2Ti O_5进一步分解成Ti O_2和Al_2O_3,且XRD分析表明涂层的物相组成主要是A-Ti O_2、R-Ti O_2和α-Al_2O_3。耐磨性测试结果表明,与基体相比Ti O_2/Al_2O_3复合涂层的显微硬度HV提高到11000 MPa,且耐磨性显著提高,磨损量降低了9.5倍。     

改性纳米SiO2/环氧树脂杂化涂层对镁合金耐腐蚀性能的影响

目的 研究硅烷改性纳米SiO2/EP(epoxy resin)杂化涂层对镁合金的腐蚀防护作用及其长效服役性.方法 使用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性纳米SiO2,利用旋涂法在Mg-6.0Zn-0.5Ca-0.6Zr(质量分数)合金表面制备纳米SiO2/EP复合防护涂层.借助扫描电镜(SEM)观测涂层表面及断面形貌,使用原子力显微镜(AFM)表征涂层表面的三维形貌,采用红外衰减全反射光谱仪(ATR-FIIR)分析涂层的化学成分.通过电化学测试研究复合涂层对腐蚀介质的阻隔作用,以及对镁合金试样耐腐蚀性能的影响.结果 纳米SiO2/EP复合涂层内部形成了致密的三维网络状结构,具有良好的致密性.由极化曲线得,涂覆复合涂层的镁合金试样的自腐蚀电流密度由1.31×10?5 A/cm2降低到了2.40×10?9 A/cm2,减小了4个数量级;腐蚀速率由1.61 mm/a降低到1.32×10?5 mm/a,减小了5个数量级,表明SiO2与EP之间强烈的交互作用使涂层具有优异的阻挡作用,有效地改善了镁合金试样的耐蚀性能.由涂层长效服役性看,SiO2/EP涂层在3.5％NaCl溶液里浸泡336 h后,没有出现腐蚀介质在涂层内部扩散的情况.结论 SiO2/EP杂化涂层显著提高了镁合金试样的耐蚀性能,其致密的三维网络状结构有效地阻隔了H2O、Cl?等腐蚀介质在涂层内部的扩散.     

纳米钛基杂化材料对水性环氧涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的 研究不同纳米钛基杂化材料含量对水性环氧树脂涂层组织结构和耐腐蚀性能的影响。方法 以纳米钛基杂化材料为填料,采用物理共混法对水性环氧涂料进行改进,通过铅笔硬度测试、十字划格附着力测试、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电化学测试以及盐雾试验等方法对涂层的力学性能、微观形貌、组织结构及耐蚀性能进行检测。结果 随着纳米钛基杂化材料含量的增加,涂层硬度逐渐上升,由HB变为3H,并且涂层的附着力保持为0级,同时涂层的防腐性能随纳米钛基杂化材料含量的增加先增强后减弱。当纳米钛基杂化材料质量分数为10%时,涂层最为致密,涂层的腐蚀电位最高,为-1.024 9 V,腐蚀电流密度最小,为8.09×10^-8A/cm²,涂层低频部分的阻抗模值最大,为7.6×10⁵?·cm²,较纯水性环氧树脂涂层提升了3倍,并且在60d的盐雾试验后涂层表面状况最佳,表现出良好的防腐性能。结论 纳米钛基杂化材料可以明显改善环氧树脂乳胶颗粒团聚的现象,提升涂层的致密性,增加涂层的铅笔硬度,增强涂层的防腐性能。     

不锈钢表面聚苯胺基复合涂层的制备与防腐蚀性能研究

目的 制备一种新型复合防腐涂层,增强316L不锈钢在中高温硫酸溶液中的耐蚀性.方法 首先使用化学氧化法在石墨(G)颗粒表面原位聚合聚苯胺(PANI),制得PANI/G复合材料,再使用环氧树脂(EP)作为粘结剂,制备PANI/G/EP复合涂层.对比了PANI/G/EP复合涂层与PANI/EP复合涂层及添加氧化石墨烯(GO...     

等离子喷涂Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4防护涂层及其表征

以Li_2CO_3和Fe_2O_3粉末为原料,通过高温固相煅烧、喷雾造粒及热处理制备出纯净单相的Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4热喷涂粉体,采用等离子喷涂技术在Q235钢表面沉积出Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4铁氧体涂层,并研究其微观组织结构、物理电气和耐腐蚀性能。结果表明,热喷涂制备的Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4涂层表面致密均匀,平均孔隙率为4.1%,且与钢基体具有良好的界面结合,结合强度平均值为27.6 MPa,涂层电阻率为2.14×10~(-5)Ω·m,且涂层耐电化学腐蚀性能良好,3.5%NaCl溶液介质中的平均腐蚀速率约为0.003 7 mm/a,显示等离子喷涂制备的高质量Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4涂层可较好满足接地材料防护涂层对其耐蚀和导电性方面的要求,可作为一种有效的腐蚀防护措施应用在传统钢质接地材料防腐工程中。     

Fe3O4@SiO2磁性复合微球的制备与表征

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4颗粒,在其制备过程中控制Fe_3O_4核的长大时间,加入油酸钠作为表面修饰剂来控制Fe_3O_4核的尺寸,然后加入正硅酸乙酯(TEOS)生成纳米级Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球。通过X射线衍射、透射电镜、能谱分析和红外光谱分析证实Fe_3O_4颗粒表面包覆有SiO_2,并研究了复合粒子的形貌和成分组成,然后进行了磁性能分析。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒、Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球的饱和磁化强度分别为79.95、34.85和61.51 A·m2/kg,对应的剩磁分别为1.73、1.05和3.07 A·m2/kg,矫顽力分别为1083、755和2002 A/m,亚微米级复合微球的剩磁和矫顽力都显著增大。     

TiB_2陶瓷粉末纳米化改性及其增强环氧复合涂层的制备与表征（英文）

低温条件下,以钛酸丁酯为原料,采用胶溶-回流方法在Ti B_2粉体表面包覆纳米Ti O_2颗粒。通过SEM、XRD、BET等分析检测方法对复合颗粒的表观形貌、包覆层相成分、比表面积等进行表征。结果显示,纳米Ti O_2颗粒均匀离散地包覆在Ti B_2粉体表面,包覆层主要为锐钛矿型相,Ti B_2粉体纳米化改性后复合颗粒的表面粗糙度显著增加,比表面积较包覆前提高35倍以上。将包覆后的Ti B_2粉体引入环氧树脂制备耐磨复合涂层,测得其磨损失重仅为包覆前复合耐磨涂层的50%,其耐磨性显著提高,并初步分析了复合耐磨涂层的摩擦磨损性能、磨损形貌及耐磨机理。     

PVP对石墨烯/Fe3O4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响

目的研究分散剂PVP对Fe_3O_4在石墨烯表面分散性的影响,以获得吸波性能良好的吸波材料。方法采用溶剂热法制备石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱、矢量网络分析仪等对石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料进行表征,并研究了PVP添加与否在石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响。结果添加PVP后的石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料与未添加PVP的相比,Fe_3O_4在石墨烯表面的团聚现象明显减少,尺寸显著减小。通过计算机模拟反射率,未添加PVP的石墨烯/Fe_3O_4复合吸波材料在匹配厚度d=2.00 mm时,在16.25 GHz处达到最大反射损耗-18.79 dB,复合材料反射损耗小于-10 dB的频带宽度可达4.1 GHz。添加PVP的复合材料在匹配厚度d=2.00 mm时,在16.25 GHz处达到最大反射损耗-25.88 dB,复合材料反射损耗小于-10 dB的频带宽度可达4.5 GHz,相比未添加PVP的复合吸波材料,反射损耗小于-10 dB的频带宽度增加0.4 GHz,最大反射损耗提高7.09 dB。结论 PVP能提高Fe_3O_4在石墨烯表面的分散性,并在石墨烯表面形成良好的导电网络,使复合材料的吸波性能明显提升。     

40Cr钢表面等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2及Mo/Al_2O_3-TiO_2复合涂层的性能

采用等离子喷涂法在40Cr钢表面制备了Al_2O_3-Ti O_2涂层和Mo/Al_2O_3-Ti O_2复合涂层。利用扫描电镜(SEM)对涂层的微观形貌进行观察,并对涂层的结合强度、抗热震性能以及涂层的耐腐蚀性进行研究。结果表明:涂层与基体、涂层与涂层之间结合良好;复合涂层抗热震性能优于Al_2O_3-Ti O_2涂层;在40Cr钢喷涂Mo/Al_2O_3-Ti O_2复合涂层后可显著提高耐腐蚀性。对涂层进行封孔处理后,可进一步提高耐腐蚀性。     

Q345钢预热时间对熔结环氧粉末涂层防护性能的影响Ⅰ:界面结合性能分析

通过拉伸实验和湿附着力评级实验,研究了210℃下基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢界面结合性能的影响。结果表明,预热时间对涂层体系结合性能影响显著,Q345基体在210℃下预热6 h其结合性能达到最佳。采用CLSM、AFM和XPS等表面测试技术分别对基体表面形貌、粗糙度和化学成分进行表征,并探讨基体表面状态与涂层体系结合性能的相关性。结果表明,预热处理使得Q345基体表面生成致密氧化膜,氧化膜成分由外到内依次为Fe_2O_3层和Fe_3O_4层。随着预热时间延长,表层Fe_2O_3厚度基本不变,内层Fe_3O_4逐渐增厚,基体表面粗糙度改变;基体表面粗糙度的改变影响涂层体系结合性能。     

PANI/EP复合涂层对不锈钢在硫酸溶液中的保护作用

目的开发一种能够在热硫酸介质中长期保护316L不锈钢的新型复合涂层。方法使用化学氧化法制备一次掺杂聚苯胺(PANI),通过脱掺杂-二次掺杂制备十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的二次掺杂聚苯胺,并添加环氧树脂(EP)作为成膜剂制备PANI/EP复合涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)等方法,对材料的官能团、结构和形貌进行表征,用电化学测试法和划痕浸泡实验测试PANI/EP复合涂层的耐蚀性能,并对复合涂层的保护机理进行探讨。结果在50、60℃的1mol/L硫酸溶液中,PANI/EP复合涂层试样的自腐蚀电位相对不锈钢显著提高,其中50℃时提高了560 mV,60℃时提高了450m V,均达到不锈钢的钝化电位,阳极极化曲线电流密度下降了两个数量级。电化学交流阻抗测试表明,涂覆涂层后,试样的阻抗模值明显增大。划痕浸泡试验表明,在50℃的1 mol/L硫酸溶液中浸泡一周后,PANI/EP复合涂层试样没有发生脱落,且划痕处几乎没有腐蚀,主要原因是涂层促使不锈钢表面生成了稳定的钝化膜。结论在中温硫酸溶液中,PANI/EP复合涂层对不锈钢同时提供物理屏蔽作用和阳极保护作用,有良好的防腐蚀保护效果。     

纳米TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3/TiO_2涂层耐磨性的影响

采用大气等离子喷涂设备在H13热作模具钢表面制备了不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷复合涂层,并应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究了陶瓷复合涂层的微观形貌、物相组成、显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷涂层均为层片结构,存在一定的孔隙和裂纹,纳米TiO_2添加可以改善涂层表面质量。XRD图谱显示陶瓷涂层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和Rutile-TiO_2相组成,Al_2O_3再结晶过程中部分α-Al_2O_3转变为γ-Al_2O_3,且再结晶过程发生晶粒细化。涂层显微硬度平均值为1153 HV0.2。纳米TiO_2添加可以降低涂层摩擦因数,但其含量对涂层耐磨性影响不明显。     

TiN/TiCN/Al2O3/TiN与TiN/TiCN/Al2O3/TiCNO多层涂层的组织性能比较

目的对比TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层的组织性能。方法采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金基体上沉积TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的物相和组织形貌,采用纳米力学测试系统测试涂层顶层的硬度和弹性模量,利用显微维氏硬度计和划痕仪分别测量涂层的显微硬度和结合强度,利用往复式多功能摩擦磨损试验机研究涂层的摩擦磨损性能。结果顶层TiN晶粒为柱状晶,顶层TiCNO晶粒呈细针状。与顶层TiN相比,顶层TiCNO硬度更大,抗塑性变形能力更强。与以TiN为顶层的多层涂层相比,以TiCNO为顶层的多层涂层表面粗糙度、摩擦系数较大,结合强度较低。当磨损只发生在顶层时,耐磨性取决于顶层涂层的性能,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率为TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的1.2倍。当磨损进行到顶层与Al_2O_3层界面时,结合强度对耐磨性也有重要影响,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率是TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的82%。结论与TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN相比,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的顶层TiCNO硬度较大,抗塑性变形能力强,其顶层耐磨性较好。改善TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO多层涂层表面粗糙度和结合强度将进一步提高该涂层的摩擦磨损性能。     

FeAl/Al_2O_3复合阻氚涂层制备技术的研究进展

FeAl/Al_2O_3复合膜层是聚变堆氚增殖包层及辅助涉氚系统结构材料首选的阻氚涂层。其制备过程通常需要铝化和氧化2个步骤,铝化是Al原子与基体Fe原子通过相互扩散在基体表面形成铁铝固溶体(Fe,Al)或Fe-Al金属间化合物过渡层;氧化是使铝化涂层表面选择性氧化形成Al_2O_3膜。该阻氚涂层的制备可采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热浸铝化(HDA)、包埋渗铝(PC)、等离子体喷涂(PS)和电化学沉积(ECD)等技术。相对而言,CVD、HDA和PC等3种技术有较好的应用前景,有望成为聚变堆中FeAl/Al_2O_3阻氚涂层工程化制备的候选技术而ECD技术因其制备过程容易控制、涂层性能稳定、可涂镀复杂结构件等特点在FeAl/Al_2O_3阻氚涂层制备方面颇具吸引力。     

γ-TiAl合金表面Al_2O_3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能（英文）

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al_2O_3/Al复合涂层。在850℃下、100%(质量分数)Na_2SO_4熔盐中观测Al_2O_3/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al_2O_3/Al复合涂层具备由Al_2O_3表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al_2O_3、TiO_2和TiAl_3。致密的Al_2O_3/Al复合涂层有效地抑制了O~(2-)、S~(2-)和Na~+对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al_2O_3/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

PVD法制备的TiAlN/Al_2O_3复合涂层氧化铝陶瓷刀具切削性能研究

在刀具表面沉积一层硬质、耐磨涂层,可有效提高刀具切削性能。目前刀具涂层的研究主要侧重于氮化物、碳化物等硬质涂层(基体为硬质合金),氧化物涂层(基体为陶瓷)仍未有突破性进展。文章涉及陶瓷基体表面的氮化物和氧化物涂层制备及切削性能研究。采用阴极电弧蒸发镀技术(PVD-CAE)和PEM辅助PVD工艺在氧化铝陶瓷刀具表面制备TiAlN硬质耐磨涂层(中间层)和Al_2O_3抗高温氧化涂层(外层)。采用扫描电子显微镜(SEM)和EDS线扫法分析涂层微观结构和元素成分变化,通过显微硬度计表征涂层表面硬度。通过连续干切削灰铸铁试验研究TiAlN/Al_2O_3涂层的切削寿命、磨损机理和加工表面质量。结果表明:该复合涂层具有细晶致密的微观结构;TiAlN硬质层可将刀具表面硬度提升至2781±19HV_(50g),从而提高了刀具耐磨性;连续干切削灰铸铁试验中,无涂层氧化铝刀具发生崩刃破损,而TiAlN/Al_2O_3涂层刀具主要发生磨粒磨损和少量的粘结磨损,无崩刃现象;PVD法制备的TiAlN/Al_2O_3涂层刀具寿命是常规无涂层氧化铝刀具的2倍以上,且加工表面质量优良而稳定。