功能梯度表面涂层热锻模的仿真设计与分析

针对热锻模损伤主要发生在模具表面的情况,构想使用梯度功能材料对均质材料制造的热锻模进行表面处理,阐述了梯度材料锻模表面涂层的设计方法,建立了基于Deform软件的热锻成形有限元模型,分析对比了均质热锻模与梯度材料表面涂层热锻模在锻造生产后的温度场和应力场,从而论证了在热锻模表面进行梯度材料表面复合涂层处理的优越性。     

环氧型防腐涂层在深海环境的电化学行为分析

目的 评价铝合金基环氧型防腐涂层在深海环境的腐蚀防护性能,为铝合金结构在深海环境下的腐蚀防护提供支撑。方法 采用近底悬浮式深海环境试验装置和深海高压模拟试验系统,分别开展环氧型防腐涂层体系实海试验与室内模拟深海试验,研究铝合金基环氧型防腐涂层在深海环境下的防护性能与电化学行为。结果 某海域实海结果显示,经历0.5 a的1 000 m深海试验后,环氧防腐涂层对铝合金基体的防护状态良好,涂层附着力强度仍旧保持在9 MPa以上。室内模拟深海试验结果显示,在5～20 d的试验周期内,试验初期涂层电阻均在10¹⁰?·cm²以上,涂层电容则在10^?10 F/cm²数量级。随着试验时间的增加,涂层电阻减小,电容增加。其中3 000 m模拟深海环境下,涂层电阻从初始的3.995×10¹⁰?·cm²锐减至3.264×10⁷?·cm²,下降了3个数量级,涂层电容则从初始的8.818×10^?10 F/cm     

压气机叶片用耐冲刷防腐有机涂层的制备及性能研究

目的 提高压气机叶片有机涂层的耐冲刷和防腐性能.方法 以氨基改性环氧树脂为粘接剂,通过加入高硬度Al2O3填料以及其他着色、防锈颜料,并充分分散,制备一种具有耐冲刷防腐功能的有机涂层.通过摆杆硬度测试、磨耗测试、冲刷测试、腐蚀测试及其他力学性能测试,对耐冲刷防腐有机涂层的综合性能进行评价,对比高硬度Al2O3填料含量对...     

基于季铵盐添加的改性环氧树脂涂层的制备及其抑藻性能研究

针对污水处理厂污水处理构筑物藻类生长与黏附现象严重的问题,采用共混方法制备季铵盐(QAC)/环氧树脂复合涂层,并探究QAC投加量对复合涂层的性质和抑藻性能的影响。结果表明:QAC与环氧树脂涂料成功复合,改性涂层表面的季铵基团(R4N+)数量随QAC投加量增大而增加; QAC改性对涂层的疏水性、耐水性不产生明显影响。但与环氧树脂涂层相比,随QAC浓度的增加,复合涂层表面的Zeta电位向正电性偏移,粗糙度略微减小;以小球藻(Chlorella vulgaris)作为模型藻类进行的涂层抑藻性能研究表明,QAC/环氧树脂复合涂层表面黏附的小球藻数目明显少于环氧树脂涂层,且QAC投加量越多,涂层抗藻污染性能越好。     

防腐涂层西沙户外试验与氙灯试验对比分析

以8种船用电子设备防腐涂层为研究对象,开展西沙户外暴露试验和氙灯光老化试验。从外观评级、光泽度、色差3个方面进行了评价与对比分析,探讨了涂层材料在2种试验条件下的老化现象及其差异性,研究了其在不同应力条件下的老化特征及老化原因。结果表明,参试涂层体系西沙户外2 a的老化程度高于氙灯光60 d的老化程度。     

油罐常用环氧煤沥青涂层的防护寿命研究

利用电化学阻抗谱（EIS）测试技术,研究储油罐起防护作用的环氧煤沥青涂层逐渐被破坏后的阻抗变化规律。结果表明,涂层上孔洞面积增大到一定程度时,10mHz频率处10^3Ω数量级的总阻抗值是判定环氧煤沥青涂层防护性能失效的量值。     

难熔金属表面高温防护涂层研究进展与技术展望

回顾了难熔金属五大高温防护涂层体系的发展现状,即生成保护性氧化膜的金属间化合物涂层、贵金属涂层、生成保护性氧化膜的合金涂层、惰性氧化物陶瓷涂层以及玻璃陶瓷基复合涂层,总结了这些涂层的高温防护机理、制备方法以及失效机制。基于单一的传统高温防护涂层体系已经难以满足新一代高比冲姿、轨控火箭发动机以及高超声速飞行器热端部件对高温防护涂层提出的抗超高温氧化性能、优良的抗热震性能、良好的抗热冲刷(烧蚀)性能以及长服役寿命等性能需求的现状,简要介绍了过渡族金属的硼化物、碳化物等几种潜在的新型高温防护涂层材料体系,以及相应的涂层制备方法,这些新型涂层体系的发展有望满足现代宇航工业难熔金属热端部件的高温防护需求。     

环氧涂层在不同温度海水中的失效行为研究

目的研究环氧涂层在不同温度海水环境中的腐蚀失效行为。方法采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究两种海水环境中涂层的EIS特征,同时分析涂层电阻和涂层电容的变化,以研究环氧涂层防护性能随浸泡时间的变化。结果涂层在15℃海水中浸泡1440 h时,阻抗值下降至106?·cm2以下,而在30℃海水中仅浸泡72h时,阻抗值就已下降至106?·cm2。随着浸泡时间的增加,涂层在15℃海水中的EIS响应由高阻抗的单容抗弧变为双容抗弧,而在30℃的海水中,EIS响应首先由单容抗弧演变为双容抗弧,随后又出现了明显的Warburg扩散阻抗特征。涂层电容在两种温度的海水中均呈上升趋势,电阻呈下降趋势。结论涂层在30℃海水中的劣化速度加快,是因为升高温度能够降低涂层与金属间的结合力,加快了海水向涂层内部渗透的速率。由于温度的升高加快了溶解氧的扩散速率,使得氧扩散过程成为腐蚀反应的控制步骤,从而导致了涂层在30℃海水中的EIS响应出现了明显的Warburg扩散阻抗特征。当环氧涂层在15℃与30℃的海水中浸泡1800 h时,其防护性能的变化可以分为快速下降、缓慢下降、趋于稳定三个阶段。     

海水淡化装置内舱碳钢防护涂层寿命预测研究

目的获得海水淡化装置内舱碳钢防护涂层的耐热老化寿命。方法通过调整设备的温度及压力,模拟低温多效蒸发器半浸区工作环境,进行为期20个月的浸泡加速试验。以涂层的附着力随老化时间的变化情况、涂层颜色变化情况、涂层浸泡前后微观形貌和阻抗值为评判依据,在老化经验公式的基础上进行外推计算,进行涂层热老化寿命预测。结果该涂料在该区域经过20个月的挂片试验,涂层表面均未出现起泡、锈蚀、开裂、脱落等失效现象;表面色差变化趋势相对稳定;干态附着力为10.9 MPa,经过20个月的测试,附着力为8.95 MPa;0.01 Hz低频阻抗(|Z|0.01 Hz)条件下,其电化学交流阻抗值由浸泡前的1.8×10^8Ω·cm^2下降为浸泡后的7.9×10^6Ω·cm^2。涂层阻抗的数量级虽有所下降,但仍然具有较高的阻抗值,具有较好的保护性能。经过老化经验公式进行外推计算,预测海水淡化装置内舱碳钢防护涂层的热老化寿命为13.33年。结论海水淡化装置内舱防护涂料具有长寿命热老化重防腐作用。     

低表面能涂层材料降低海洋生物污损的研究

用浸没法和微量量热法测量了聚四氟乙烯和有机硅氧烷涂层等材料上水的润湿性,计算出涂层表面能色散分量和极性分量,考察这些材料在青岛、厦门海域中的防污性,得出表面能低的色散分量可以延迟藤壶的附着发育过程;有机硅氧烷表面与水高的相互作用力,使表面吸斥盐分,形成淡水液膜,减小了海藻和玻璃海鞘的附着。     

环氧树脂体系功能化研究进展

简述了环氧树脂的优异性能,对国内外环氧树脂作为灌浆材料、环氧防辐射材料、金属防腐材料、环氧树脂防火材料、环氧树脂粘结材料和环氧绝缘材料等6种类型的功能化材料研究现状进行了分类总结和详细分析。在此基础上,指出了目前环氧树脂体系功能化研究存在的问题,最后展望了未来环氧树脂功能化研究的发展方向。     

环氧固化剂及其应用与发展

介绍了环氧固化剂的分类,包括显在型与潜伏型两大类,显在型主要有胺类、酸酐类、合成树脂类以及硫醇类,潜伏型以双氰胺和咪唑类为主。详细论述了各种环氧固化剂的优缺点,胺类可室温固化,酸酐类综合性能优异,合成树脂类与硫醇类分别具有耐化学性能与防腐性能。简述了多元胺类、叔胺类与咪唑类固化剂及固化机理,即通过固化剂中的活性原子进攻环氧基,开环加成形成交联结构并赋予环氧树脂性能。最后叙述了各类固化剂在胶黏剂与涂料中的应用,并展望了其在耐热性能、力学性能、绿色环保方面的发展趋势。     

基体表面状态对硅烷环氧杂化树脂涂层/2024铝合金间附着力影响

目的研究不同表面状态对硅烷环氧杂化树脂涂层/2024铝合金间附着力影响规律。方法结合硅烷环氧杂化树脂涂层的综合性能与实际应用情况,选取4种常见的预处理方式来改变基体表面状态,采用拉拔测试仪测试不同基体表面状态(基体表面p H值、基体表面粗糙度、基体表面能),涂层/基体间的附着力值,研究基体表面状态对该涂层/基体间附着力的影响关系。结果基体表面状体影响涂层附着力的根本原因是基体表面能、基体表面p H值和基体表面粗糙度。结论对于硅烷环氧杂化树脂涂层,其表面处理方式可用热碱清洗方法代替传统铬酸盐钝化;当硅烷环氧杂化树脂涂层喷涂厚度为30μm时,将铝合金基体表面粗糙度控制在Ra=4.75μm左右,可保证涂层有好的附着性,附着力值为8.84 MPa。     

基于多通道原位红外光谱技术的环氧涂层恒温固化反应研究

目的 拓展多通道原位红外光谱技术的应用,探究环氧树脂在固化行为中的分子结构变化以及不同固化深度下的动力学参数与恒温固化模型。方法 采用多通道原位红外光谱的表征方法,对N,N,O-三缩水甘油基对氨基苯酚(环氧树脂AFG-90)与甲基纳迪克酸酐(MNA)的环氧涂层的固化过程进行30、40、50、60、70 ℃等5个温度下的原位红外光谱监测,基于特征官能团吸光度的变化,研究恒温固化模型。结果 通过特征官能团吸光度与温度、时间的关系,计算得出AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在不同温度下的固化模型、达到不同固化度下的固化时间,求解得在不同固化深度下的活化能Ea主要在58~74 kJ/mol变化,且其均值为69.43 kJ/mol。结论 获得了AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在固化过程中动力学参数和模型,同时试验结果表明,多通道原位红外光谱技术是研究高分子材料固化反应动力学的有效表征方法。     

改性环氧有机涂层的电偶腐蚀行为模拟分析

目的 实现二氧化钛-还原氧化石墨烯改性环氧防腐涂层在海洋工程应用下的电偶腐蚀行为分析。方法 以还原氧化石墨烯、二氧化钛为纳米填料,制备改性环氧防腐涂层,并以此涂层为模型,利用有限元计算软件,研究改性环氧涂层存在微观缺陷情况下,涂层抑制金属电偶腐蚀的作用规律。结果 改性环氧涂层可以有效抑制金属电偶腐蚀问题。计算研究了缺陷涂层在不同孔洞宽度和分布状态下,涂层对电偶腐蚀的抑制程度。当缺陷涂层孔洞宽度为500 μm,阴阳面积比为2︰1时,电位差最小为1.05×10^–6 V,可以有效抑制电偶腐蚀。结论 二氧化钛-还原氧化石墨烯的添加,可以填补涂层空隙,阻碍水渗透,有效提高环氧涂层的防腐性能。利用有限元模拟计算可得,涂层破损时会发生局部严重腐蚀,最终造成工程结构的失效。     

在役管道防腐层的失效与维修

介绍了管道防腐层失效的原因和方式,指出水和氧气是防腐层失效的原因,含水量和含氧量决定腐蚀程度,提出对防腐层及时检查与修复等措施.     

环氧富锌涂层对AZ91D镁合金的腐蚀防护能力研究

目的研究环氧富锌涂层对AZ91D镁合金的腐蚀防护能力。方法采用机械喷涂法在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的环氧富锌涂层。采用电化学阻抗谱(EIS)研究环氧富锌涂层在0.5 mol/L的Na2SO4腐蚀溶液中的电化学腐蚀行为及其对镁合金的腐蚀防护能力。结果浸泡初期,环氧富锌涂层的阻抗谱中只出现一个时间常数,暗示着环氧富锌涂层优异的阻挡层作用;浸泡48 h后,环氧富锌涂层阻抗谱中出现两个时间常数,高频和低频时间常数分别对应环氧富锌涂层中高聚合的介电性质和锌粉的活性溶解;浸泡336 h后,环氧富锌涂层仍具有很高的阻抗模值,表明此时环氧富锌涂层对镁合金仍能提供良好的腐蚀防护。结论环氧富锌涂层在0.5 mol/L Na2SO4腐蚀溶液中能对AZ91D镁合金提供很好的腐蚀防护。     

环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡中的失效研究

目的 研究20#钢表面环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡(3.5％NaCl溶液,45℃12 h+RT 12 h)试验中的失效过程与行为.方法 采用电化学交流阻抗(EIS)测试、开路电位(OCP)监测、扫描电镜观察与分析(SEM/EDS)以及红外光谱(FTIR)等方法研究涂层在两种试验环境中的失效特征和对20#钢的保护作用,并探讨涂层失效的低频阻抗评价标准.结果 涂层试样分别在中性盐雾79 d和高低温循环浸泡160 d后,表面开始出现锈点,失去对基体的保护作用,此时低频阻抗(|Z|0.01 Hz)值降至7×104?·cm2左右.除了屏蔽作用以外,环氧富锌-石墨烯涂层还可为钢基体提供一定的阴极保护作用,其中高低温浸泡环境中的阴极保护作用时间略长.在两种加速试验环境中,涂层后期的失光率均处于"明显失光",色差值达到或接近"较大变色".红外光谱显示,涂层中的特征官能团未发生明显的变化.结论 通常利用低频阻抗(|Z|0.01 Hz)低于1×106?·cm2来衡量有机涂层(不含导电颗粒)失效的判据,不适用于评价碳钢表面的环氧富锌-石墨烯涂层体系,对于该体系的失效评价可能需要再降低近2个数量级,约为7×104?·cm2左右.     

丙烯酸/硅溶胶复合比对复合涂膜性能的影响

以丙烯酸乳液、硅溶胶为基本原料,通过添加偶联剂、闪蚀抑制剂等制备出有机/无机复合涂料,结合复合基料的微观结构,探讨了丙烯酸/硅溶胶的复合比对复合涂料的耐温性、耐有机溶剂性、耐盐水性等性能的影响.结果表明:复合涂膜的耐盐水、耐有机试剂、耐热性能均比纯丙烯酸涂膜大幅度提高;丙烯酸/硅溶胶复合基料固化膜随着其中硅溶胶含量的增加,硅溶胶成分有在涂膜表面富集的倾向,硅溶胶在涂膜表面的富集倾向及网状结构是上述性能提高的重要原因.