一种湿固性聚氨酯涂层制备与性能研究

湿固性聚氨酯涂料由2,2’-(4,4’-)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)与聚乙二醇(PEG-1000)合成。MDI-50与PEG-1000最佳质量比为2:1。实验测得的涂层的硬度、抗冲击、柔韧性、耐盐雾性、耐酸蚀、抗老化等性能较好,其附着力,耐碱蚀等性能一般。     

短切玄武岩纤维增强环氧树脂复合涂层的制备及性能研究

目的 研究玄武岩纤维/树脂基体界面对涂层性能的影响,通过界面结构的调控提升复合涂层的综合性能。方法 采用酸刻蚀、活化和化学接枝等改性方法处理短切玄武岩纤维,制备短切玄武岩纤维增强环氧复合涂层。通过扫描电子显微镜、硬度测试、摩擦磨损测试、热重分析、电化学测试等方法研究短切玄武岩纤维不同表面改性方法(酸刻蚀、酸刻蚀+化学接枝、活化处理、活化+化学接枝)和添加量对涂层硬度、摩擦磨损性能及腐蚀防护性能的影响。结果 4种表面改性方法均对短切玄武岩纤维的表面活性有提升效果,改善了短切玄武岩纤维与环氧树脂的相容性。其中,活化+化学接枝协同改性的效果最为显著,经过该方法改性后,复合涂层的硬度、耐磨性、耐热性显著提高。与环氧涂层相比,复合涂层的摩擦因数降低了0.113,硬度提高了32.59%,相同温度(320℃)下的重量损失降低了5%。同时,复合涂层的耐蚀性也显著增强,浸泡133 d后的涂层阻抗值仍保持1×10⁸?·cm²以上。结论 表面改性使短切玄武岩纤维与环氧树脂之间相容性增强,进而形成了强有力的相互作用与结合,使得环氧涂层的硬度、耐磨性能、耐热性能和腐蚀...     

炼油加工过程中氯离子与硫离子对 316L 不锈钢和Monel 合金腐蚀的影响

目的研究常减压装置高温原油馏分及塔顶水相中氯离子、硫离子含量对316L不锈钢和Monel合金(镍基合金)腐蚀的影响。方法通过腐蚀挂片实验,获得316L不锈钢和Monel合金在含不同浓度氯离子和硫离子的水相、油相中的腐蚀速率变化规律。利用扫描电子显微镜,研究316L和Monel合金表面腐蚀后的微观形貌,探讨两种离子对316L不锈钢和Monel合金腐蚀的影响规律。结果在酸值较高的脱后原油中,316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率分别为0.0091,0.0248 mm/a;在酸值较低的常二段馏分中,316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率分别为0.0078,0.0031 mm/a。在常二段馏分中,加入600mg/L氯离子和30 mg/L硫化钠时,316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率分别为0.1755,0.1707 mm/a。在相同条件的脱后原油中,316L不锈钢的腐蚀速率为0.0545 mm/a,Monel合金的腐蚀速率为0.1281mm/a。结论油相中氯离子含量较低时,环烷酸腐蚀占主导因素;而氯离子含量达到较高水平后,氯离子对腐蚀的影响占主导作用。316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率都随氯离子含量的增加而增加,并且硫离子的存在对腐蚀也有一定的促进作用。在塔顶水相中,氯离子和硫离子均对Monel合金腐蚀的影响不大。     

冷喷涂设备及冷喷涂技术应用研究进展

冷喷涂技术相比于传统热喷涂技术有许多优势,例如喷涂温度低,涂层氧含量低,孔隙率低,在喷涂过程中不易发生氧化、烧损、相变等现象,这使得传统喷涂技术难以制备的氧敏感、热敏感、非晶、纳米材料涂层成为可能。从冷喷涂技术原理出发,介绍了各类冷喷涂设备及冷喷涂涂层的沉积机理,详细阐述了冷喷涂涂层结合机理和结合方式(机械咬合、物理结合、冶金结合、化学结合),介绍了各类冷喷涂装备(高压和低压冷喷涂系统、真空冷喷涂系统、激光辅助冷喷涂系统、静电辅助冷喷涂系统、脉冲气体冷喷涂系统和激波风洞冷喷涂系统)及其研究现状。综述了近几年冷喷涂技术在防腐涂层、耐磨涂层、生物医用、抗菌涂层、电子工业、功能涂层、修复与再制造等领域的研究和应用现状,最后对冷喷涂技术的应用和发展前景进行了展望。     

弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理.结果 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa.半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86.随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变.此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa.但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa.结论 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高.此外,随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑形状在应力集中的影响下逐渐从圆孔形状转变为长条形状.在不同的弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道模型上圆锥体点蚀均比半球体点蚀的应力集中程度更大并且最大等效应力更高.但是,随着圆锥体点蚀坑尺寸的增加,点蚀坑内的最大等效应力逐渐减小.     

磷酸盐涂层研究进展及其应用

随着世界环保压力与节能压力的剧增,绿色涂层已经成为金属腐蚀防护的发展趋势.磷酸盐涂层是一种机械强度高、热稳定性好、耐腐蚀且无毒环保的无机涂层.相较于金属涂层和无机硅涂层,磷酸盐涂层因其制备方法简便以及特殊的性能优势,受到越来越多的关注,在建筑、汽车、航海、航空航天、医疗等领域已取得广泛运用.分别介绍了反应固化型磷酸盐涂层和磷酸盐转化膜.首先阐述了反应固化型磷酸盐涂料的组成,包括胶黏剂、固化剂、功能填料和其他添加剂,并分别介绍了胶黏剂的合成及配比研究、固化剂的固化机理和选择、功能填料的选择对性能的影响以及其他添加剂对涂料整体性能和实用方面的影响.然后对磷酸盐转化膜这类特殊的磷酸盐涂层的成膜机理以及常用磷化液组成进行了介绍.成膜机理主要包括基体的电化学溶解、磷酸盐的结晶和成长、磷酸盐转化膜溶解与形成之间的动态平衡三个步骤.磷化液包括锌系、铁系、钙系、锰系磷化液以及它们之间的组合.此外,总结了磷酸盐涂层在防腐蚀、耐高温和一些其他性能方面的应用现状.最后对磷酸盐涂层今后的发展趋势进行了展望,指出磷酸盐涂层在航空航天和石油化工等领域的研究重点.     

超声波冷锻与微弧氧化处理铝合金钻杆的耐腐蚀性能

目的 采用超声波冷锻与微弧氧化技术处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层用以提高铝合金钻杆的耐腐蚀性能。方法 用超声波冷锻技术（Ultrasonic Cold Forging Technology,UCFT）和微弧氧化技术（Micro Arc Oxidation,MAO）处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层,从而强化铝合金钻杆材料（2024）。通过模拟铝合金材料在科学超深井“高温–高压–力学–化学”的服役条件和环境,并使用失重法、电化学方法、扫描电子显微镜以及X射线衍射等测试方法,研究了细晶层和微弧氧化膜层对铝合金钻杆腐蚀行为和腐蚀规律的影响。结果 通过电化学测试结果可知,经UCFT+MAO处理的铝合金的耐腐蚀性能随着弹性拉应力的增加而逐渐下降。但在300MPa的弹性拉应力作用下,经UCFT+MAO处理的铝合金仍能维持较低的腐蚀速率(10^-2 mm/a),并且耐蚀性能仍大于未经UCFT+MAO处理的铝合金。通过失重法和扫描电子显微镜测试结果可知,在100MPa的弹性拉应力条件下,经UCFT+MAO处理的铝合金的腐蚀速率随试验温度的升高而明显上升,...     

干湿环境对环氧树脂/碳纤维复合材料层合板老化性能的影响

以开孔和未开孔环氧树脂/碳纤维复合材料层合板为研究对象，开展了不同温度（2，23，70℃）、水浸/干燥环境下层合板的加速老化试验，利用三维轮廓仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示量热扫描仪等对层合板的老化性能进行分析。结果表明，开孔会使得层合板的吸湿率减少，温度越高，层合板的吸湿率越大；层合板吸湿后会发生溶胀，且温度会加剧纤维-树脂脱粘、开裂，老化环境对层合板的断面形貌具有很强的敏感性；老化环境并未明显改变层合板的化学结构，老化环境对层合板的玻璃化转变温度_影响不大。     

316L不锈钢上电刷镀钯膜的组成与耐蚀性(英文)

利用电刷镀工艺在316L不锈钢上制备了结合力良好的钯膜。使用扫描电子显微镜、X射线能谱、X射线光电子能谱(XPS)、质量损失实验和电化学测试研究了膜层的性能。结果表明,电刷镀钯膜主要是由钯元素构成的;XPS分析表明,膜层中的钯为金属态。电刷镀钯后的不锈钢试样在沸腾的20%硫酸溶液和含0.005mol/L溴离子的甲酸和乙酸混合溶液中均显示了非常好的耐蚀性能。镀钯试样的腐蚀速率比不锈钢试样的下降了2个数量级。     

不同碳链长度咪唑啉缓蚀剂在CO2驱采油环境中的腐蚀防护作用

目的 合成制备适用于CO2驱油环境中井筒材料的腐蚀防护的咪唑啉缓蚀剂,探究碳链长度对咪唑啉缓蚀剂腐蚀防护性能的影响机制。方法 以辛酸、月桂酸、硬脂酸和二乙烯三胺等为原料,经酰胺化和环化后制备得到3种碳链长度(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱、量子化学计算、失重法、电化学方法以及表面观察技术,对合成缓蚀剂在CO2驱油环境中对井筒材料的腐蚀防护性能进行了评价。结果 红外测试观察到3种链长(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂的特征吸收峰,表明3种链长咪唑啉缓蚀剂成功制备。量子化学计算表明,合成的C17咪唑啉缓蚀剂具有最优的供电子能力和最佳的疏水能力。腐蚀失重和电化学测试结果显示,所合成的3种不同碳链长度的咪唑啉缓蚀剂均对CO2驱腐蚀环境中N80钢具有良好的腐蚀防护作用,随着缓蚀剂浓度的提升,其缓蚀效率逐渐增高。其中含有17个碳链的咪唑啉缓蚀剂(C17)在10 mg/L时缓蚀效率达到了90%以上。拉曼光谱观察到N80钢表面C=N和C—N的吸收峰,表明合成的3种缓蚀剂在N80表面上吸附。SEM结果发现,添加C17咪唑啉的N80表面腐蚀最为轻微,其腐蚀防护效果最优。结论 合成的C17碳链的咪唑啉缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果,随着碳链长度的增加,碳链的推电子能力增强,使得咪唑啉缓蚀剂更容易在N80钢表面吸附,同时长碳链形成的缓蚀剂膜层也具有更好的疏水作用,导致咪唑啉中缓蚀剂越长其缓蚀效果越好。