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A mussel-inspired delivery system for enhancing self-healing property of epoxy coatings

Journal of Materials Science & Technology 2021年第21期80卷 36-49页

作者： Li Cheng Chengbao Liu Hao Wu Haichao Zhao feixiong mao Liping Wang Key Laboratory of Marine Materials and Related Technologies Zhejiang Key Laboratory of Marine Materials and Protective TechnologiesNingbo Institute of Materials Technology and EngineeringChinese Academy of SciencesNingbo 315201China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100039China Innovation Academy of South China Sea Ecology and Environmental Engineering Chinese Academy of SciencesGuangzhou 510301China Nano Science and Technology Institute University of Science and Technology of ChinaSuzhou 215123China

Dopamine(DA), one type of mussel-inspired biological molecules with adhesive nature and corrosion inhibitor property, are often used to functionalize the surfaces of various materials. Herein, we report the application of polydopamine(PDA) microcapsules as novel nanocontainers for the purpose, loading corrosion inhibitor(benzotriazole) in its shell structure, and then were embedded into epoxy coatings to provide self-healing and anti-corrosion protection for carbon steel. Fast release of benzotriazole in acidic environment caused by local corrosion and the chelating effect of PDA-Fe^(3+)can synergistically promote the formation of protective film on bare steel surface, which endows coatings with self-healing functionality. Electrochemical impedance spectroscopy(EIS), local electrochemical impedance spectroscopy(LEIS), and spray tests were conducted to evaluate the active inhibition and corrosion resistance of the loaded coatings. The scratched coating with incorporation of nanocontainers presented better protection performance, exhibiting increased Ro(oxide layer resistance) and R ct(charge transfer resistance) during initial immersion periods. The EIS tests in long-term immersion were also performed to confirm the anti-corrosion effect of composited coatings. These results demonstrated that benzotriazole-decorated PDA capsules dramatically enhanced the self-healing properties and anti-corrosion performance of epoxy coatings with the synergistic help of PDA and benzotriazole.

关键词： Polydopamine capsule Hard template method Self-healing Corrosion protection

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基于PDM的304不锈钢钝化膜生长动力学研究

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中国腐蚀与防护学报 2023年第4期43卷 911-921页

作者：毛飞雄周羽婷姚文清沈翔肖龙李明辉中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室、浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201 东北大学冶金学院沈阳110819 宁波市杭州湾大桥发展有限公司宁波315201

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明,304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体,钝化膜内施主密度与施加的电位成反比(除pH=13.4溶液);在钝化区内,稳态电流密度与施加的电位无关,而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚... 详细信息

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明,304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体,钝化膜内施主密度与施加的电位成反比(除pH=13.4溶液);在钝化区内,稳态电流密度与施加的电位无关,而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚。采用点缺陷模型(PDM)对钝化区的电化学阻抗谱(EIS)数据进行分析计算,拟合出的参数可以用来预测样品随时间的腐蚀进程。计算结果表明,间隙阳离子是阻挡层的主要缺陷,缺陷的扩散系数约为10^(-19)cm^(2)·s^(-1)。

关键词： 304不锈钢钝化点缺陷模型电化学阻抗谱

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高放射性核废料地质处置中铜腐蚀行为研究进展

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科技导报 2016年第2期34卷 86-93页

作者：孔德成毛飞雄董超芳肖葵李晓刚北京科技大学腐蚀与防护中心北京100083 东北大学材料与冶金学院沈阳110819

随着核工业的飞速发展,高放射性废物的处置成为重大安全和环保问题,而深地质处置是普遍接受的方案。在处置库花岗岩环境及无氧还原条件下,更适合的处置罐材料为高纯铜。本文从处置库的地质环境、铜处置罐的腐蚀、铜处置罐的寿命预测等方... 详细信息

随着核工业的飞速发展,高放射性废物的处置成为重大安全和环保问题,而深地质处置是普遍接受的方案。在处置库花岗岩环境及无氧还原条件下,更适合的处置罐材料为高纯铜。本文从处置库的地质环境、铜处置罐的腐蚀、铜处置罐的寿命预测等方面,综述处置库环境下纯铜的腐蚀电化学行为的研究进展,以更好地评估纯铜在处置库环境下的耐蚀性能及预测处置罐的寿命。

关键词：铜核废料地质处置腐蚀电化学

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电磁场对2507超级双相不锈钢腐蚀行为的影响

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材料保护 2023年第7期56卷 64-69,97页

作者：黄泽政唐楚天黄仲佳毛飞雄高慧杰陈凯俞国军安徽工程大学高性能有色金属材料安徽省重点实验室安徽芜湖241000 中科院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室浙江宁波315201 昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 宁波东方电缆股份有限公司浙江宁波315801

针对海洋用脐带缆用2507超级双相不锈钢的电磁场腐蚀行为,利用动电位极化、电化学阻抗谱及Mott-Schottky分析,研究电磁场变化对2507超级双相不锈钢在模拟海水中电化学性质的影响;采用SEM及EDS分析2507超级双相不锈钢的腐蚀形貌及产物。... 详细信息

针对海洋用脐带缆用2507超级双相不锈钢的电磁场腐蚀行为,利用动电位极化、电化学阻抗谱及Mott-Schottky分析,研究电磁场变化对2507超级双相不锈钢在模拟海水中电化学性质的影响;采用SEM及EDS分析2507超级双相不锈钢的腐蚀形貌及产物。结果表明:电磁场会促进2507超级双相不锈钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀;随着电磁场强度的增加,自腐蚀电位下降,阻抗降低,腐蚀加剧;2507超级双相不锈钢在3.5%NaCl溶液中形成的钝化膜半导体产生P-N转化,励磁电流越大,转化电位越负。

关键词：电磁场双相不锈钢电化学腐蚀

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民用飞机短舱防冰性能分析建模与仿真

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南京航空航天大学学报 2022年第6期54卷 1108-1113页

作者：曾飞雄毛汉冬章儒宸上海飞机设计研究院上海201210

基于民用飞机短舱防冰系统的特点,结合发动机结冰防护要求和适航条款的相关要求,阐述了短舱防冰性能分析的工程计算流程,并给出了提升计算效率的方法。在计算需求中重点分析归纳了短舱防冰的计算判据和常用计算工况,在计算模型中从外流... 详细信息

基于民用飞机短舱防冰系统的特点,结合发动机结冰防护要求和适航条款的相关要求,阐述了短舱防冰性能分析的工程计算流程,并给出了提升计算效率的方法。在计算需求中重点分析归纳了短舱防冰的计算判据和常用计算工况,在计算模型中从外流场、内流场和耦合面3个域开展能量平衡和质量平衡分析,对计算网格提出了工程化的简化要求和方法;采用基于K近邻搜索的反距离加权插值算法,相比传统穷举法插值大幅提升了求解效率,且该方法具备网格无关性的特征;相较于经典的附面层积分法求解对流换热系数,本仿真模型在综合考虑三维效应和求解效率后,采用了外掠圆管的对流换热系数修正经验公式,并为后续模型修正提供了接口。基于自主搭建的民机防冰性能分析模型,开展了已有型号的短舱防冰性能分析,计算结果与试飞数据的表面温度对比表明,仿真中的优化满足工程分析需求且极大地提升了求解效率。

关键词：短舱防冰性能分析 KD树插值对流换热系数试飞对比

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基于BS 7608标准及利用结构对称性对转向架构架疲劳试验的强度评估

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铁道机车车辆 2019年第5期39卷 43-46,116页

作者：王腾飞肖绯雄肖茂西南交通大学牵引动力国家重点实验室

依据UIC 515-4标准规定的转向架构架疲劳试验载荷,用雨流计数法进行载荷等级划分,并将结构对称性原理与弹性力学叠加原理用于有限元计算,得到构架每级载荷作用下的应力分布,考虑到焊接结构的特殊性,以英国焊接协会BS 7608标准中疲劳设... 详细信息

依据UIC 515-4标准规定的转向架构架疲劳试验载荷,用雨流计数法进行载荷等级划分,并将结构对称性原理与弹性力学叠加原理用于有限元计算,得到构架每级载荷作用下的应力分布,考虑到焊接结构的特殊性,以英国焊接协会BS 7608标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线为依据,利用Palmgren-Miner累计损伤法则,完成了对某型地铁列车转向架构架进行了强度评估。累计损伤比表明,构架满足疲劳强度设计要求。同时,计算过程表明,将结构对称性用于有限元计算,可以大大的减少工程计算时间。

关键词：焊接构架疲劳试验载荷结构对称性评估方法

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分段退焊对焊接残余应力及变形的影响

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热加工工艺 2020年第19期49卷 150-153页

作者：肖茂肖绯雄王腾飞张远维西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610000

基于ANSYS有限元分析软件,采用双椭球热源模型,进行了平板对接焊中分段退焊和直通焊的有限元模拟,分析焊接温度、焊后残余应力与变形分布。结果表明:分段退焊等温线在低温时沿焊接方向呈"8"字形分布,温度时间曲线在各退焊交接的位置出... 详细信息

基于ANSYS有限元分析软件,采用双椭球热源模型,进行了平板对接焊中分段退焊和直通焊的有限元模拟,分析焊接温度、焊后残余应力与变形分布。结果表明:分段退焊等温线在低温时沿焊接方向呈"8"字形分布,温度时间曲线在各退焊交接的位置出现明显的两次波峰,直通焊所有位置只会出现一次波峰。分段退焊和直通焊在垂直焊缝路径上的应力分布类似,在沿焊缝路径上的应力分布分段退焊较直通焊有明显的波动。直通焊最大变形量达到了7.04mm,分段退焊最大变形量为3.69 mm,分段退焊有明显降低变形的作用。

关键词：直通焊分段退焊温度场残余应力变形

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T型接头随焊激冷数值模拟

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电焊机 2019年第8期49卷 87-90页

作者：肖茂肖绯雄王腾飞张远维西南交通大学牵引动力国家重点实验室

针对焊接结构残余应力及变形的问题进行了常规焊接和随焊激冷焊接的数值仿真,分析了随焊激冷法在T型焊接接头上对焊接温度场、应力场及变形的影响。结果表明,与常规焊接相比,随焊激冷的应用能在焊接冷源处形成温度区域低谷,减小高温作... 详细信息

针对焊接结构残余应力及变形的问题进行了常规焊接和随焊激冷焊接的数值仿真,分析了随焊激冷法在T型焊接接头上对焊接温度场、应力场及变形的影响。结果表明,与常规焊接相比,随焊激冷的应用能在焊接冷源处形成温度区域低谷,减小高温作用范围与时间;随焊激冷对残余应力的影响主要集中在焊缝附近区域,能够降低焊接结构的最大残余应力;常规焊接最大变形量2.89 mm,随焊激冷焊接最大变形量为2.06 mm,能够降低残余变形。

关键词：随焊激冷温度场残余应力残余变形

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民用飞机主导式结冰探测系统设计

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民用飞机设计与研究 2023年第2期 18-23页

作者：沙昭君陈维建李志茂毛汉冬章儒宸曾飞雄张强陈诺管宁上海飞机设计研究院上海201210 南京航空航天大学南京210016

飞机结冰会造成全机气动性能下降、飞行品质降级等一系列问题,对飞行安全造成极大的威胁。现代民用飞机普遍装备结冰探测器以应对飞行中的结冰问题。主导式结冰探测系统是一种新型的自动判断飞机是否进入结冰条件的飞机结冰探测系统,能... 详细信息

飞机结冰会造成全机气动性能下降、飞行品质降级等一系列问题,对飞行安全造成极大的威胁。现代民用飞机普遍装备结冰探测器以应对飞行中的结冰问题。主导式结冰探测系统是一种新型的自动判断飞机是否进入结冰条件的飞机结冰探测系统,能够有效减少机组操作负担。首先对主导式结冰探测系统进行了详细的介绍,包括主导式结冰探测系统和传统咨询式结冰探测系统的区别、主导式结冰探测系统优势以及主导式结冰探测系统主要设计难点。然后阐述了基于磁致伸缩式结冰探测器的主导式结冰探测系统的设计方法,主要在于识别出结冰探测器无法探测的结冰条件,通过将结冰条件预设在防冰系统控制器中,来确保能够在所有结冰气象条件下及时开启防冰系统。

关键词：主导式结冰探测系统临界温度磁致伸缩式结冰探测器

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