改性纳米ZrO_2/环氧涂层的耐蚀性能研究

为了提高纳米材料在环氧树脂中的异相分散效果,采用十二烷基苯磺酸钠对自制纳米ZrO2表面进行修饰改性。采用XRD和FTIR技术对改性纳米ZrO2进行了表征,利用SEM/EDS观察了纳米ZrO2在环氧涂层中的分散效果,使用电化学阻抗谱技术研究了改性纳米ZrO2/环氧涂层对Q235钢的防护效果。结果表明:十二烷基苯磺酸钠成功接枝到纳米ZrO2表面,提高了纳米ZrO2在环氧树脂中的分散效果。环氧涂层的附着力随着纳米ZrO2含量的升高而降低,当纳米ZrO2在环氧树脂中的含量为1%时,涂层耐渗透性能好,涂层电阻大,对Q235钢防护性能最佳。     

Ni-ZrO2纳米复合电铸层组织结构及磨损形貌

通过复合电铸工艺制备Ni-ZrO2纳米复合电铸层,用SEM和TEM对其表面形貌、组织结构进行了分析。研究了镀液中纳米颗粒悬浮量对纳米复合电铸层在干摩擦状态下耐磨性的影响,并观察了纳米复合电铸层磨损后的表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明:纳米ZrO2颗粒细化了基质金属的晶粒,使复合电铸层表面光滑平整;复合电铸层由微Ni单晶和多晶以及ZrO2颗粒所组成;纳米颗粒的强化作用使复合电铸层表现出优良的耐磨性,耐磨性的高低取决于纳米颗粒的复合量。     

纳米 SiO2 表面“点击”化学法接枝共聚物

目的提高纳米Si O2在有机溶剂及树脂基体中的分散性。方法首先利用普通自由基聚合的方式制备苯乙烯及马来酸酐共聚物(PSMA),再与丙炔醇反应,在分子链上引入多个炔基,然后利用硅烷偶联剂KH560改性纳米Si O2,之后与叠氮化钠反应,在纳米Si O2粒子表面引入多个叠氮基团,最后将带有多个炔基的分子链通过"点击"化学接枝到纳米Si O2表面。结果酸碱反滴定法测得聚合物中马来酸酐的质量分数为26.5%。凝胶渗透色谱测得聚合物数均相对分子质量为36200,相对分子质量分布为1.39。红外表征显示,聚合物上带有多个炔基,纳米Si O2粒子表面带有多个叠氮基,经过24 h"点击"化学反应,聚合物成功接枝到粒子表面,同时叠氮基吸收峰消失。热重(TG)结果表明,接枝率为32.83%。扫描电镜分析表明,接枝聚合物后,粒子的分散性增强。结论分子链上含有多个炔基的共聚物(PSMA)通过"点击"化学反应成功接枝到了纳米Si O2粒子表面,不会引起粒子间的交联,可以明显提高纳米Si O2粒子在有机溶剂中的分散性。     

“点击”化学法聚合物包覆纳米二氧化硅的研究

目的为了提高纳米二氧化硅与树脂的相容性,采用"点击"化学法研究表面接枝聚合物。方法利用普通自由基聚合制备的聚(甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐)和聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯),分别与丙炔醇和叠氮钠反应从而在分子链上引入多个炔基和叠氮基,然后与叠氮基改性的纳米二氧化硅粒子进行"点击"化学反应实现纳米二氧化硅包覆改性,并通过热重分析、红外光谱分析以及扫描电镜进行结构表征。结果聚合物接枝到了纳米二氧化硅表面,包覆第一层聚合物后,二氧化硅分散性明显提高;包覆第二层聚合物后,分散性有所下降。结论通过在纳米二氧化硅表面包覆聚合物,可以明显提高其分散性能。     

高速电喷镀纳米ZrO2/Ni复合层组织及高温氧化性能

通过高速电喷镀工艺在Ni基高温合金K17表面沉积了纳米ZrO2/Ni复合镀层,测定了K17合金和纳米ZrO2/Ni复合镀层在1000℃的氧化动力学曲线,采用SEM、XRD和显微硬度计分析了纳米ZrO2/Ni复合镀层的组织结构、表面形貌和表面显微硬度;实验结果表明,镀层中纳米ZrO2的存在有利于细化复合镀层晶粒,提高复合镀层显微硬度;1000℃氧化5h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,ZrO2和Cr2O3组成,1000℃氧化100h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,NiCr2O4,ZrO2and Cr2O3组成;纳米ZrO2/Ni复合镀层中ZrO2和Cr2O3的存在明显改善了K17合金的抗高温氧化性。     

镍-氧化锆纳米复合电铸层微观形貌影响因素的分析

用SEM分析了诸如电铸时间、电流密度、镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量、电流形式和阴极表面粗糙度等因素对Ni-ZrO2纳米复合电铸层微观形貌的影响.结果表明,电铸时间、阴极电流密度以及镀液中纳米ZrO2悬浮量对纳米复合电铸层微观形貌有一定程度的影响,采用脉冲电沉积工艺有助于获得表面光滑平整、显微组织均匀致密的纳米复合电铸层.     

纳米ZrO2含量对Ni/ZrO2刷镀层组织和硬度的影响

采用电刷镀技术制备了Ni/ZrO2纳米复合刷镀层,对镀层的表面组织结构、显微硬度进行了观察、测定和分析.结果表明:当镀液中纳米ZrO2颗粒含量为20 g/L时,复合镀层的形貌最为平整致密,晶粒最为细小,硬度达到峰值(581.4 HV);随着热处理温度的升高,Ni/ZrO2纳米复合镀层的显微硬度呈现先升高后下降的趋势,在250℃时达到极大值(688.9 HV),表现出较好的耐高温软化性能.     

基于电铸技术的Ni-ZrO2纳米复合材料制备工艺

在镀液的pH值、温度和搅拌速度一定的条件下，分析了镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量和阴极电流密度等工艺参数对Ni-ZrO2复合电铸层中纳米ZrO2复合量的影响。运用正交试验法优化了对复合沉积层中纳米ZrO2复合量j舒较大影响的各工艺参数，同时用SEM对纳米复合电铸层进行了表面形貌和成分的能谱分析。结果表明，由优选工艺参数所制备的Ni-ZrO2纳米复合电铸层。表面平整光滑，组织均匀、致密，并且其显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

纳米SiC和添加剂ZrO2对Al2O3基纳米复合陶瓷显微组织和性能的影响

采用极性分散剂,在微米Al2O3基体中加入微米ZrO2和纳米SiC颗粒,用真空热压法制备出了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并研究了微米ZrO2和纳米SiC的添加对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织及其性能的影响.结果表明:与纯Al2O3比较,适量微米ZrO2和纳米SiC颗粒的加入阻碍了Al2O3晶粒的长大,使复合陶瓷的显微组织非常细小,纳米复合陶瓷烧结后的力学性能大大提高.     

纳米二氧化钛表面改性及其在聚氨酯涂层中的分散性质

采用长链烷烃和微胶囊方法对纳米TiO2(锐钛型,粒径20nm) 进行表面改性,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)分别研究了改性纳米粉体的表面化学结构及接枝率,结果表明:改性纳米TiO2粉体表面成功接枝了高分子聚合物,接枝率分别为5%和12%.将改性纳米TiO2粉体(质量分数为1%～3%)与双组分聚氨酯涂料进行复合,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂料,并利用扫描电子显微镜(SEM)对纳米复合涂层进行了微观检测,结果表明:微胶囊改性的纳米TiO2在涂层中的分散性最好.     

ZrO2p包覆BN纳米涂层的固相反应合成及作用效果

采用固相反应合成工艺在纳米ZrO2颗粒(ZrO2p)上进行BN包覆处理,通过SEM,TEM,DSC等手段对颗粒包覆情况及其作用效果进行研究.表明以H38O3,CO(NH2)2为原料,二者摩尔比为13、按BN与ZrO2的体积比为31设计,于750℃下氮化处理,可在ZrO2纳米颗粒上成功包覆厚度约10～50 nm的非晶BN纳米层.复合粉体的热分析和热压烧结制备的ZrO2p/BN-SiO2复合陶瓷材料组织观察证实,该涂层可有效阻止ZrO2与SiO2之间发生反应.     

SiCp/ZrO2-MoSi2纳米复合陶瓷磨损特性的研究

用磨损对比试验对无润滑条件下SiCp/ZrO2-MoSi2纳米复合陶瓷的磨损特性进行了分析.结果表明,加入SiC/ZrO2纳米颗粒能明显改善MoSi2陶瓷的室温耐磨性,复合陶瓷磨损特性与SiC/ZrO2纳米颗粒在基体中的体积分数有关;加入ZrO2使复合陶瓷的磨损特征倾向于粘着磨损,加入SiCp则使复合陶瓷的磨损特征倾向于磨粒磨损.ZrO2含量较高的纳米复合陶瓷在磨损中期呈现更好的耐磨性,而SiCp对耐磨性的提高则体现在磨损的后期,纳米复合陶瓷的整体耐磨性由硬度和韧性共同决定.     

(Ni-P)-纳米ZrO2复合刷镀液研究

研究了复合刷镀(Ni-P)-纳米ZrO2溶液组成对刷镀工艺的影响,分析了复合刷镀层表面的微观结构,由此得出了复合刷镀(Ni-P)-纳米ZrO2的最佳刷镀液组成.实验表明,适当选择刷镀液中主盐、亚磷酸、络合剂、pH值、纳米颗粒添加剂等诸因素,可得到最佳的沉积速度和刷镀层质量.     

纳米二氧化钛硅烷接枝密度对水性环氧涂层耐蚀性能的影响

目的研究水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层在3.5%NaCl溶液中的失效规律和防腐性能。方法采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学接枝改性纳米TiO2颗粒,将硅烷改性纳米TiO2均匀分散在水性环氧涂料中,并把混合涂料涂覆在Q235钢试样上。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测试纳米TiO2表面化学接枝改性情况,采用电化学工作站测试复合涂层的电化学性能,采用激光共聚焦显微镜观察复合膜层的表面形貌。结果使用质量分数10%APTES改性纳米TiO2,单齿螺旋结构占有的比例更高;使用质量分数20%APTES改性纳米TiO2,具有最高的接枝密度,为11.78 APTES/nm^2。电化学测试结果显示,环氧/TiO2复合涂层比纯环氧涂层具有更好的耐蚀性能,其中加入质量分数20%APTES改性纳米TiO2的环氧/TiO2复合涂层对基体的保护性能最好,其涂层电阻是纯环氧涂层的12倍,电荷转移电阻是纯环氧涂层的18倍。在相同的腐蚀条件下,单齿螺旋结构更容易被破坏。加入硅烷纳米TiO2颗粒后,可以显著减少涂层表面尖峰状突起和孔洞。结论纳米TiO2的APTES接枝分子密度,是水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层耐腐蚀性能提高的直接原因。     

纳米ZrO2颗粒增强MoSi2基复合材料的显微组织和力学性能

利用放电等离子烧结法(SPS)制备了MoSi2-ZrO2复合材料,研究了纳米ZrO2颗粒数量对MoSi2基复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,在MoSi2基体中加入纳米ZrO2颗粒,能细化基体晶粒,改善力学性能;随着ZrO2含量的增加,复合材料的抗压强度随之增加,硬度和断裂韧性先增后减;当ZrO2含量为20%时,室温抗压强度、硬度以及断裂韧度分别为1857 MPa、1235 HV0.5和6.8 MPa·m1/2,与纯MoSi2相比,分别提高102%、19.8%和116%;经500℃氧化300 h后,复合材料氧化后的质量增加量是纯MoSi2的1/10左右.     

纳米复合涂层ZrO2/0.05w(Al2O3)力学性能的Weibull分布特性

采用等离子喷涂方法制备了掺杂纳米Al2O3的ZrO2纳米陶瓷复合涂层（NCC）。并参照ZrO2传统涂层（MCC），探究了涂层显微硬度与微观组织结构的关系。试验数据显示，纳米复合陶瓷涂层表面与断面的平均显微硬度值均明显高于传统涂层；两者的Weibull分布均呈各向异性和分散性，但纳米复合陶瓷材料的分布较集中。通过TEM分析进一步表明，纳米复合涂层组织的明显细化、纳米Al2O3颗粒在ZrO2涂层中的弥散分布、微裂纹（微孔）韧化、晶内／晶间强化是NCC具有优异的力学性能的主要原因。     

纳米氧化锆／铂复合材料的微观组织和力学性能

用锆盐的前驱物(ZrO(OH)2)胶体与氯铂酸铵均匀混合．经过高温烧结．得到纳米ZrO2均匀分布于铂的坯料，再通过压力加工方法制成纳米氧化锫/铂复合材料(纳米ZrO2／Pt)的试样。用金相显微镜，扫描电镜(SEM)观察发现，纳米ZrO2颗粒可明显细化基体铂。纳米ZrO2/Pt复合材料的拉伸断口形貌也与纯铂明显不同。在高分辨透射电子显微镜(HREM)下观察可见，ZrO2颗粒周围铂原子排列发生了扭曲，由此导致铂的力学性能发生很大变化．纳米ZrO2/Pt复合材料的抗拉强度(σb)达470MPa．1400℃下的拉伸强度(σb)达15MPa，断裂伸长率(δ)为20％，硬度(HV)为940MPa．分别是纯铂的3．6倍 10倍，0.5倍和2．3倍。     

非晶态化学镀Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层的工艺研究

为了提高非晶态化学镀Ni-P镀层的综合性能,向Ni-P化学镀液中添加纳米ZrO2粒子及稀土Yb,获得Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层.分析了镀液组分(纳米ZrO2、稀土Yb、表面活性剂)的添加量及操作工艺参数(pH值、搅拌速度)对Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层中纳米ZrO2粒子含量的影响,并确定了最佳的镀液组分添加量和操作工艺参数.在该最佳条件下获得的Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层,表面平整,纳米ZrO2粒子分散较为均匀,耐磨性能优异且结合力良好.     

分散剂对复合镀中氧化铝纳米粉分散性能的影响

为了使纳米颗粒均匀地悬浮在镀液中从而获得纳米颗粒均匀分布的复合镀层,纳米颗粒的分散问题就显得格外重要。研究了小分子表面活性剂、聚合物表面活性剂对复合镀液中纳米氧化铝的分散性能及复合镀层中纳米氧化铝复合量的影响。通过扫描电镜、能谱分析等技术研究了化学镀（Ni—P）-Al2O3复合镀层的表面形貌。结果表明：阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠与阿拉伯树胶的协同作用对纳米氧化铝的分散效果最好,复合镀层中的纳米氧化铝含量较高。     

CeO2掺杂对ZrO2-Y2O3纳米涂层性能的影响

在45钢基体表面等离子弧喷涂制备了掺杂不同含量CeO2纳米ZrO2涂层,运用XRD,SEM对涂层的组织结构进行了分析,测试了涂层的结合强度和显微硬度,考察了涂层与铝青铜对磨时的摩擦磨损性能．结果表明,CeO2增加了ZrO2涂层的致密性、结合强度和显微硬度．纳米ZrO2涂层中加入CeO2后,增加了ZrO2涂层／铝青铜摩擦副的摩擦系数,增强了纳米ZrO2涂层,耐磨能力．涂层与铝青铜对磨时,随着CeO2含量的增加,ZrO2涂层粘着磨损形式增强,而涂层脆性断裂脱落的趋势减轻．