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原位自生TiB_(2)/Al基复合材料的腐蚀防护技术研究现状

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金属学报 2022年第4期58卷 428-443页

作者：王浩伟赵德超汪明亮上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

原位自生TiB_(2)/Al基复合材料是具有优异综合力学性能和机械加工性能的高性能结构材料。在众多工况条件下,复合材料耐蚀性能是设计者们需要考虑的关键要素之一。由于TiB_(2)颗粒和Al基体间的微电偶腐蚀以及TiB_(2)颗粒对复合材料Al基... 详细信息

原位自生TiB_(2)/Al基复合材料是具有优异综合力学性能和机械加工性能的高性能结构材料。在众多工况条件下,复合材料耐蚀性能是设计者们需要考虑的关键要素之一。由于TiB_(2)颗粒和Al基体间的微电偶腐蚀以及TiB_(2)颗粒对复合材料Al基体表面天然氧化膜层连续性破坏等因素,降低了此类复合材料的耐蚀性。TiB_(2)/Al基复合材料的表面处理与腐蚀防护技术的开发显得尤为迫切。针对这一问题,本文主要基于现有的阳极氧化和稀土转化膜技术、低温熔盐沉积技术、微弧氧化技术等表面改性方法,综述了原位自生TiB_(2)/Al基复合材料表面改性及其腐蚀防护技术的研究进展,并对此类复合材料表面改性工艺技术发展方向提出合理建议。新型高效表面处理与腐蚀防护工艺的采用将为原位自生TiB_(2)/Al基复合材料在航空、航天、航海、武器装备、轨道交通、汽车轻量化等领域的更大规模应用提供有效技术保障。

关键词：原位自生TiB_(2)/Al基复合材料表面处理腐蚀防护涂层

导电聚合物腐蚀防护涂层的制备与改性技术研究进展

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复合材料学报 2023年第2期40卷 710-725页

作者：金义杰陈智豪杨文忠詹胜鹏贾丹章武林马利欣段海涛武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 南京工业大学化学与分子工程学院南京210009

我国海洋工程装备制造业正处在生存与发展的关键阶段,防腐涂层是降低基材腐蚀速率、提升其服役寿命最有效的方式之一。导电聚合物涂层由于其绿色环保、制备简单等优点及独特的导电与防腐机制,使其在金属腐蚀防护领域得到了广泛的应用。... 详细信息

我国海洋工程装备制造业正处在生存与发展的关键阶段,防腐涂层是降低基材腐蚀速率、提升其服役寿命最有效的方式之一。导电聚合物涂层由于其绿色环保、制备简单等优点及独特的导电与防腐机制,使其在金属腐蚀防护领域得到了广泛的应用。本文归纳总结了导电聚合物涂层的防腐机制,介绍了采用化学氧化和电化学合成两种方法制备导电聚合物涂层的现状,重点阐述了导电聚合物涂层的掺杂改性、共聚改性、分层设计3种改性技术对涂层耐蚀性能的提升效果,最后提出了导电聚合物涂层在腐蚀防护领域可能存在的研究热点和发展趋势。

关键词：导电聚合物涂层腐蚀防护改性技术防腐机制

航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

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中国表面工程 2023年第5期36卷 1-13页

作者：吴杨郭星晔贺定勇北京工业大学材料与制造学部北京100124

热障涂层(TBCs)广泛应用于先进航空发动机热端部件,可以有效提高发动机的工作效率和服役温度。随着发动机涡轮前进口温度不断提高以及工业生产和人类活动愈加频繁,TBCs面临严峻的CMAS腐蚀问题。目前CMAS腐蚀已经成为制约TBCs应用和发展... 详细信息

热障涂层(TBCs)广泛应用于先进航空发动机热端部件,可以有效提高发动机的工作效率和服役温度。随着发动机涡轮前进口温度不断提高以及工业生产和人类活动愈加频繁,TBCs面临严峻的CMAS腐蚀问题。目前CMAS腐蚀已经成为制约TBCs应用和发展的关键因素,如何提高TBCs的CMAS防护能力是TBCs领域的研究热点和难点。针对此问题,对不同类型CMAS的室温和高温特性进行总结,深入分析CMAS作用下TBCs的失效机制,总结TBCs的CMAS防护方法,综述TBCs的CMAS腐蚀与防护研究进展。结果表明,不同CMAS(如火山灰、沙石和灰尘等)的化学成分(质量分数)差异明显,影响了其高温黏度和熔化行为;高温下熔融CMAS渗入到涂层内部并与之发生化学反应,破坏了涂层的结构和性能稳定性,造成涂层失效;提出了增加惰性防护层、YSZ材料掺杂改性和研发新材料等方法,以提高TBCs的CMAS防护能力。最后对未来的CMAS防护新方法进行展望,对超高温长寿命TBCs的研制提供理论支撑。

关键词：先进航空发动机热障涂层 CMAS 腐蚀防护

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仿生表面/涂层在金属腐蚀防护中的研究进展

表面技术 2022年第6期51卷 180-193页

作者：姜丹黄国胜马力段体岗中国船舶重工集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室山东青岛266237

首先分别概述了仿生非浸润表面(超疏水表面、超滑表面)和智能自修复涂层(缺陷愈合型自修复涂层、腐蚀抑制型自修复涂层)的仿生设计原理和制备技术,重点阐述和探讨了其在金属腐蚀防护领域的研究进展与存在的问题。然后进一步梳理了近年... 详细信息

首先分别概述了仿生非浸润表面(超疏水表面、超滑表面)和智能自修复涂层(缺陷愈合型自修复涂层、腐蚀抑制型自修复涂层)的仿生设计原理和制备技术,重点阐述和探讨了其在金属腐蚀防护领域的研究进展与存在的问题。然后进一步梳理了近年来通过将仿生非浸润技术与智能自修复技术相结合,构建自愈性超疏水表面、超疏水活性涂层和超滑活性涂层等多功能防腐蚀涂层的新策略。最后分别对非浸润表面和自修复涂层技术在金属腐蚀控制领域未来的研究重点和发展趋势进行了展望,希望为仿生表面/涂层的设计、制备及防腐蚀应用提供有益的参考。

关键词：非浸润表面自修复涂层腐蚀防护

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水凝胶在腐蚀防护领域应用进展综述

表面技术 2023年第4期52卷 100-111页

作者：漆鹏飞林冰瞿建波孟林张海龙郑宏鹏王莹莹唐鋆磊黎红英西南石油大学化学化工学院成都610500 中国航发航空科技有限公司成都610503 新疆油田公司采油二厂新疆克拉玛依834008 江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 西北工业大学西安710072

水凝胶材料由于其独特的含水交联网络结构,具有优越的亲水、润滑、耐磨、生物相容等特性,是近年来发展极为迅速的高分子材料之一,被广泛用于药物传输、软体机器人、可植入器官、传感器等生物医学等工程领域。在腐蚀防护领域,水凝胶材料... 详细信息

水凝胶材料由于其独特的含水交联网络结构,具有优越的亲水、润滑、耐磨、生物相容等特性,是近年来发展极为迅速的高分子材料之一,被广泛用于药物传输、软体机器人、可植入器官、传感器等生物医学等工程领域。在腐蚀防护领域,水凝胶材料由于其独特性质逐渐受到学者的关注,成为了新兴腐蚀防护材料之一。通过文献综述的方法,对化学交联法与物理交联法两种水凝胶的主要制备方法进行对比,对两种方法制备的水凝胶材料的结构和性质进行了对比,进一步分析了水凝胶材料具有的独特性质,及其在腐蚀防护领域的应用潜力。其中化学交联制备出的水凝胶,其稳定性好,力学强度高,具有良好的耐磨防污性,可制备出性能优异的海洋防污涂层。物理交联制备的水凝胶由于其内部具有三维网络空间结构可负载缓蚀剂,且其内部存在大量的动态可逆键,具有环境响应性,能随着环境pH、温度等变化而改变自身溶胀程度,从而改变负载在水凝胶中的缓蚀剂的释放速率。因此,对比传统固体缓蚀剂和液体缓蚀剂,水凝胶智能缓蚀剂对金属有着更长效的腐蚀防护性能,具有良好的应用前景。根据水凝胶材料的独特性质,着重分析了水凝胶材料在腐蚀防护领域的应用现状,并对研究前景进行了分析。目前制备水凝胶涂层多经过表面预处理、配制预凝胶溶液、交联固化等步骤,并且水凝胶涂料可在不同材料、形状基底上进行涂覆,为水凝胶防腐涂层的发展奠定了基础。

关键词：水凝胶制备方法多孔结构刺激响应性腐蚀防护

JEFFAMINE M-600(R)改性六方氮化硼及其水性环氧复合涂层的腐蚀防护性能

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表面技术 2024年

作者：俞月崔明君郑文茹张武军王金权肖龙李明辉赵海超宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波市杭州湾大桥发展有限公司信和新材料股份有限公司中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院海洋与新材料与应用技术重点实验室

目的提高六方氮化硼的分散性和环氧涂层的腐蚀防护性能。方法利用O-(2-氨丙基)-O’-(2-甲氧基乙基)聚丙二醇(JEFFAMINEM-600(R))对六方氮化硼(h-BN)进行功能化，实现其在水性环氧树脂中的稳定分散和相容性，并将其添加至水性环氧树脂... 详细信息

目的提高六方氮化硼的分散性和环氧涂层的腐蚀防护性能。方法利用O-(2-氨丙基)-O’-(2-甲氧基乙基)聚丙二醇(JEFFAMINEM-600(R))对六方氮化硼(h-BN)进行功能化，实现其在水性环氧树脂中的稳定分散和相容性，并将其添加至水性环氧树脂中制备了具有优异阻隔性能的水性环氧复合涂层。利用SEM、TEM、XPS等手段证实了h-BN@JEFFAMINEM-600(R)的成功制备；此外，采用电化学手段对涂层的腐蚀防护性能进行了评价。结果 JEFFAMINEM-600(R)成功修饰在h-BN表面，有效提高了h-BN在水性环氧树脂中的分散稳定性和相容性；同时所制备的h-BN@JEFFAMINEM-600(R)/水性环氧复合涂层在浸泡38天后仍表现出优异的抗腐蚀性能，其阻抗模值(1.05×109Ωcm2)较水性环氧涂层(1.31×107Ωcm2)提高了约两个数量级，这主要归因于h-BN@JEFFAMINEM-600(R)的添加可以有效提高水性环氧涂层的阻隔效应，从而延缓腐蚀介质向基底的扩散，进而表现出优异的腐蚀防护性能。结论 JEFFAMINE M-600(R)功能化有效提高了h-BN的剥离效率和稳定分散，使得h-BN@JEFFAMINE M-600(R))纳米杂化材料的添加可以有效提高水性环氧基体的致密性和阻隔效应，进而增强复合涂层对金属基底的腐蚀防护。

关键词： JEFFAMINE M-600(R) 六方氮化硼水性环氧腐蚀防护 3.5 wt%NaCl

润滑与腐蚀防护复合涂层的设计制备及性能研究

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表面技术 2024年

作者：彭文雅李钢陈晓龙李奎陈芝来王影李璞中国航发湖南动力机械研究所

目的：为解决无机磷酸盐复合涂层本身润滑与腐蚀防护功能不可兼具的制备技术难题，方法：采用多层复合结构的设计理念，设计制备润滑与腐蚀防护兼具的功能一体化复合涂层。对多层复合涂层的组成和显微结构及其力学性能、摩擦学性能和腐... 详细信息

目的：为解决无机磷酸盐复合涂层本身润滑与腐蚀防护功能不可兼具的制备技术难题，方法：采用多层复合结构的设计理念，设计制备润滑与腐蚀防护兼具的功能一体化复合涂层。对多层复合涂层的组成和显微结构及其力学性能、摩擦学性能和腐蚀防护性能进行分析和研究。结果：试验结果表明多层复合涂层底层与基体结合良好，涂层整体界面结合良好且较致密，未出现界面分层和破裂等现象；高温摩擦磨损试验表明随着试验环境温度的升高，摩擦系数和磨损率均增大，但是增大幅度不显著，室温至600℃宽温域范围内平均摩擦系数均在0.2以下，磨损率在10×10-5mm3/(N·m)以下。复合涂层经500小时的中性盐雾试验后涂层表面无气泡、无裂纹、无锈蚀点出现。结论：表明多层复合涂层在室温至600℃范围内具有优异的润滑性能和耐磨性能；多层复合涂层具有良好的耐腐蚀防护性能。

关键词：磷酸盐涂层高温润滑腐蚀防护多层复合结构功能一体化

微型金属氧化物pH电极的制备及腐蚀防护应用进展

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中国腐蚀与防护学报 2023年第5期43卷 971-982页

作者：顾玉慧董亮宋沁峰常州大学石油与天然气工程学院江苏省油气储运技术重点实验室常州213164 中国石化润滑油有限公司江苏销售分公司南京210003

归纳总结了铱/氧化铱、钛基、钨/氧化钨和氧化锰pH电极的响应机理、性能参数及其研究进展。其中,铱氧化物pH电极稳定性好、响应斜率高(-59.5~-74.91 mV/pH),应用最为广泛。介绍了电化学沉积法、电化学生长法、热氧化法和溶胶-凝胶法等微... 详细信息

归纳总结了铱/氧化铱、钛基、钨/氧化钨和氧化锰pH电极的响应机理、性能参数及其研究进展。其中,铱氧化物pH电极稳定性好、响应斜率高(-59.5~-74.91 mV/pH),应用最为广泛。介绍了电化学沉积法、电化学生长法、热氧化法和溶胶-凝胶法等微型pH电极的常用制备方法,对制备方法中不同工艺参数对电极性能的影响进行分析总结。其中,电化学沉积法应用前景广阔、成本低,制备的电极响应斜率高、响应速率快,但在长期使用过程中的电位漂移问题尚待解决。针对金属pH电极的电位漂移、老化时间久等问题,阐述了水合、热处理及水热处理等后处理工艺对电极性能的改善作用及应用机制。总结了金属氧化物pH微电极在点蚀、电偶腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀与阴极保护方面的应用,包括使用微型金属氧化物pH电极、复合双管p H电极以及将p H电极与扫描电化学显微镜技术(SECM)相结合等应用模式。金属氧化物pH电极具有易于微型化、响应快速、性能稳定等特点,使其在监测因局部阳极腐蚀或阴极还原反应形成的金属/介质界面微区环境p H值变化的过程中表现出良好的效果。最后对微型金属氧化物pH电极制备工艺的优缺点进行了总结,并展望了其制备工艺优化及应用趋势。

关键词：微型pH电极金属/金属氧化物pH电极制备腐蚀防护局部腐蚀阴极保护

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先进舰载战斗机腐蚀防护控制与日历寿命设计

航空学报 2021年第8期42卷 364-376页

作者：陈跃良陈亮卞贵学杨翔宁管宇张勇何刚海军航空大学青岛校区青岛266041 大连理工大学大连116024 航空工业沈阳飞机设计研究所沈阳110035

舰载战斗机是航母编队战斗力的重要组成部分,但由于其复杂恶劣的服役环境,舰载机腐蚀防护控制与日历寿命设计问题已经成为限制海军航空兵战斗力保持与提升的关键难题。腐蚀防护与控制应贯穿舰载机全寿命周期,本文以此为总体思路,首先系... 详细信息

舰载战斗机是航母编队战斗力的重要组成部分,但由于其复杂恶劣的服役环境,舰载机腐蚀防护控制与日历寿命设计问题已经成为限制海军航空兵战斗力保持与提升的关键难题。腐蚀防护与控制应贯穿舰载机全寿命周期,本文以此为总体思路,首先系统梳理了舰载机在综合设计、材料与涂料选择、制造与使用过程中腐蚀防护与控制的诸多要点与细节。然后针对舰载机日历寿命设计问题,在详述环境谱、加速谱编制原则、编制方法及基本构成的基础上,基于案例阐明腐蚀仿真技术是舰载机日历寿命设计的可靠高效手段,可为相关问题的后续研究提供创新思路。最后指出腐蚀监测是舰载机腐蚀防护控制过程中亟待解决的难题。

关键词：舰载机腐蚀防护日历寿命环境谱腐蚀仿真