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填料含量对涂层性能的影响.结果 添加高硬度Al2O3填料,有效提高了涂层的硬度、耐磨耗性和冲刷性.当添加量为15％(质量分数)时,性能达到最优,硬度为0.92,冲刷失效时间为常温的475 s和高温的385 s,相比未添加氧化铝时,性能提高了300％以上.进一步添加氧化铝填料将对涂层形貌和粗糙度有较大劣化影响,硬度和耐冲刷性都相应降低,但耐磨耗性数据却在不断提高,涂层的摆杆硬度更能反映真实的耐冲刷能力.研制的耐冲刷有机涂层综合性能优异,相比渗铝等无机涂层工艺,该涂层还具有腐蚀防护的特性.结论 高硬度Al2O3填料的加入可以有效提高涂层的耐冲刷能力,但需控制添加量,以免影响涂层的粗糙度,有机耐冲刷涂层的腐蚀防护性能相比传统无机涂层具有明显优势.     

聚乙二醇为软段聚氨酯自修复涂层性能研究

目的设计并制备一种特殊分子结构的新型聚氨酯,并将其形状记忆性能应用于涂层自修复。通过与市售同类涂层进行性能对比,更为严谨科学地评测新型自修复涂层的性能。方法以羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺作为扩链剂,采用聚乙二醇为分子链软段,以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,采用溶液聚合法得到水性聚氨酯。设置对照组,涂以不同聚氨酯涂层,进行加速腐蚀试验。使用体视显微镜测试、傅氏转换红外光谱分析、热重分析、电化学工作站对聚氨酯的表面形貌、化学结构、热性、极化特性及交流阻抗等性能指标参数进行测试。结果同等划痕处理情况下,所制备的自修复聚氨酯各项性能明显优于市面上使用的聚氨酯有机涂层材料性能。结论具有形状记忆性能的聚氨酯具有良好的自修复性能,可用于自修复涂层的成膜物。     

一种可原位修复和循环使用的包覆涂层材料及其耐蚀性能研究

目的 制备纤维素基的包覆涂层材料,研究其原位修复与循环性能。方法 以乙基纤维素、蓖麻油和矿物油等为主要原料,采用熔融共混的方法制备得到可循环使用的包覆涂层材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱(FT-IR)研究包覆涂层材料的微观结构,通过电化学交流阻抗技术(EIS)、溶液浸泡实验和中性盐雾试验研究涂层的耐蚀性能。采用自建电磁感应设备研究包覆涂层材料的自修复性能和循环使用性能。结果 在包覆涂层材料中添加Ni粉后,使得涂层具有一定的磁响应特性。当Ni的质量分数达到15%后,有明显的团聚现象。随着Ni含量的增加,包覆涂层材料的磁性能逐渐增强。含10% Ni的包覆涂层材料在5%的HCl溶液中浸泡28天以及中性盐雾10 000 h后均无变化,同时在磁场作用下热熔循环20次,性能和结构没有太大变化。结论 添加10% Ni粉后不会对包覆涂层材料的结构和性能产生影响,同时赋予了较好的电磁感应性能。通过磁场的作用可以修复包覆涂层材料的物理损伤,同时由于包覆涂层材料具有热塑性,可以多次修复损伤以及循环使用。     

不同B_(4)C含量对冷喷涂Al/B_(4)C复合涂层防腐与耐磨性能的影响

目的分析不同B_(4)C含量对冷喷涂Al/B_(4)C复合涂层防腐和耐磨性能的影响,探索利用冷喷涂低温特点制备Al/B_(4)C复合涂层的可行性。方法利用冷喷涂方法制备4种B_(4)C含量的Al/B_(4)C复合涂层,并利用各种方法表征涂层的结合特征、耐磨性能和防腐性能。结果冷喷涂过程不会改变铝和碳化硼的物相,碳化硼颗粒主要以嵌入方式结合在涂层中,会产生结合缺陷。在本研究中,B_(4)C的质量分数最高可达到34.53%左右,涂层的结合强度随粉末中碳化硼含量的增加先增加、后降低,最高可达26.67 MPa。微区电化学试验分析涂层内部微电位差值,发现Al/B_(4)C界面存在电位差,腐蚀反应会优先在Al/B_(4)C界面发生,从而破坏金属Al成膜,使涂层的耐蚀性能与略低于铝块材。结论冷喷涂技术可以制备微观结构和结合性能良好的高B_(4)C含量Al/B_(4)C复合涂层,涂层中B_(4)C的质量分数最高达34.53%,预期具有良好的热中子吸收性能。同时,B_(4)C颗粒的加入,使得涂层的耐磨性能大大的提升,但是耐蚀性能相比于铝材料略有降低,是未来需要改善的方向。     

一种船舶自修复防腐涂料的制备与表征

以脲醛树脂为囊壁、复合环氧树脂为囊芯,采用原位聚合法成功合成了脲醛树脂包覆环氧树脂体系微胶囊。采用扫描电子显微镜观察微胶囊的表面形貌,测量微胶囊的壁厚;利用红外光谱分析判定微胶囊壁材是否形成,芯材是否被完整包覆。结果表明,应用一步原位聚合法可以制备包覆完整、均匀分散、含有特殊芯材的微胶囊。合成的微胶囊形状基本呈球形,粒径分布均匀,平均粒径约为100μm;胶囊表面粗糙致密,粗糙表面主要是由纳米微胶囊沉积而成。微胶囊表面粗糙度的增加有利于增加微胶囊与基体的接触面积,改善微胶囊与基体的界面粘结力,从而提高自修复材料的修复效率。     

石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用

简要叙述了石墨烯结构性能以及当前主流制备石墨烯的方法。概述了最近几年来石墨烯在防腐涂料中的研究进展情况,包括石墨烯在涂料中的添加量、分散技术、原位改性等对涂料性能的影响。研究表明,在涂层中分散均匀添加量适中的石墨烯可以对防腐涂料性能有较大的提升,探讨了石墨烯在防腐涂层中的应用机理,同时对石墨烯防腐涂料的应用发展进行了展望。     

一种有机硅改性丙烯酸防污涂料的研究

目的通过在丙烯酸树脂分子中引入有机硅,制备一种具有低表面能的有机硅改性丙烯酸树脂CP-CC021。方法探讨合成工艺中有机硅单体和引发剂含量以及添加纳米级Si O2粒子填料对涂层性能的影响规律。结果获得了最大接触角的最佳工艺条件,添加纳米Si O2粒子增大了涂层的表面粗糙度,在涂层表面形成了大量微-纳结构状的突起,显著提高涂层的疏水性能。结论有机硅单体(VTMS)质量分数为23.0%,引发剂(AIBN)质量分数为0.50%,纳米Si O2粒子添加量(质量分数)为7.4%,得到的涂层接触角为126.1°。     

Al涂层修复对DD5合金性能的影响

目的研究Al涂层修复对DD5合金性能的影响。方法采用化学气相沉积技术(CVD)在二代单晶镍基高温合金DD5上制备了Al涂层,通过化学方法完全退除基体上的涂层,采用HB 5258进行1100℃热冲击试验,通过试验过程中试样质量变化来评价涂层的热态结合力,并且通过高温持久、高温瞬时拉伸等力学实验来评价涂层退除再涂覆后对基体合金的力学性能的影响,通过扫描电镜(SEM)分析涂层退除前后表面形貌。结果DD5合金试样和Al涂层试样在退除溶液中退除60 min后,涂层/合金界面微观组织形貌、成分基本不变;退除再涂覆后Al涂层在“空冷”条件下进行1100℃试验,热冲击次数大于2000次,涂层试样表面没有出现明显的涂层剥落;涂层退除再涂覆对合金的力学性能不造成明显影响。结论Al涂层修复对Al涂层和DD5合金性能基本无影响。     

温度与循环热冲击对聚酰亚胺涂层耐蚀性影响

目的研究聚酰亚胺涂层对N80钢的防腐性能和耐热冲击性能。方法采用静电粉末喷涂在N80钢表面获得一种聚酰亚胺防腐涂层,通过高温浸泡实验评价涂层在不同温度下、不同腐蚀介质中的耐蚀性能,通过循环热冲击实验评价涂层的耐热冲击性能,通过扫描电子显微镜(SEM)观察实验前后涂层的表面微观形貌。结果热重分析(TGA)表明,聚酰亚胺涂层的热分解温度(t_(d5))为518℃。电化学交流阻抗测试结果和SEM形貌观测表明,腐蚀介质温度越高,耐蚀性能下降越快,涂层在3.5%Na Cl溶液的耐蚀性能比在25%HCl溶液中更好。涂层在经过不同温度的循环热冲击之后,表面无破损。结论聚酰亚胺涂层具有优异的耐热冲击性能,温度和腐蚀介质对涂层的耐蚀性能有重要影响。     

几种修复措施对Cd淋失及土壤剖面运移影响

采集典型Cd超标稻田土壤开展室外盆栽实验,选取石灰、生物炭、苎麻、苎麻+有机酸EDTA添加强化富集植物等当前具有大田推广潜力的重金属超标土壤修复措施为研究对象,分析降雨、土壤双重酸性环境不同修复措施下土壤剖面有效态Cd含量变化及其径流流失特征.结果表明,生物炭(2%质量分数添加量)相比其他处理可显著提高土壤p H,苎麻添加EDTA则明显降低了土壤p H.同次降雨事件中,苎麻处理所产生的径流水样中水溶态Cd质量浓度显著高于水稻降雨排水,水稻生物炭添加处理径流水Cd质量浓度明显低于石灰添加及其他各处理,苎麻添加EDTA后径流水Cd质量浓度比苎麻显著升高,石灰处理(0.3%质量分数添加量)对土壤p H、径流水Cd质量浓度影响不明显.实验周期内,径流水Cd的质量浓度呈现春季高于夏季的特征.生物炭添加可显著降低0~20 cm土层有效态Cd含量且具一定持续效应,EDTA添加则显著提高了0~20cm土层有效态Cd的含量,而添加一段时间后含量则明显降低,但20~40 cm土层有效态Cd含量则略高于其他处理,具有一定的次表层土壤Cd活化效应.综上,生物炭等碱性固化材料添加修复措施可降低Cd污染土壤对地表受纳水体、土壤剖面下移的污染风险,而有机酸强化植物修复技术对地表水、深层土壤Cd污染风险较大,因此有机酸强化植物修复措施在大田推广时应充分考虑重金属的二次污染风险.     

添加纳米SiO2空芯微球的水性丙烯酸 涂料性能研究

目的将纳米SiO_2空芯微球加入水性丙烯酸成膜物中,制备出一种性能优异的水性丙烯酸涂料。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、拉开法附着力测试、氙灯加速老化试验、酸性盐雾试验、电化学交流阻抗(EIS)等方法对涂层的微观形貌、常规力学及电化学性能进行系统性研究。结果 SEM形貌表明,添加的玻璃微球与成膜物之间具有良好的相容性和稳定性,改性后的涂层在常温和高温环境下具有较好的附着力。盐雾试验和氙灯加速老化试验结果进一步显示改性后的涂层具有较好的耐老化性能,在酸性环境下有着较好的耐蚀性能。从电化学交流阻抗对比结果可明显观察到添加微球的水性丙烯酸涂层耐腐蚀性能提高了50%。结论将纳米SiO_2微球加入水性丙烯酸成膜物中,可有效改善水性丙烯酸涂料的环境适应性,同时能够有效提升其防腐性能。     

油气集输管道内防腐技术应用进展

针对油气田集输管道的内腐蚀问题,分别介绍了耐蚀材料、衬里技术、涂镀层技术与药剂防腐技术等管道内防腐技术及其现场应用效果,指出了耐蚀金属材料防腐效果显著,但存在经济效益差的缺点。为降低成本,选用双金属复合管替代耐蚀金属材料,但其焊缝位置腐蚀失效频发,成为制约其应用的薄弱环节。耐蚀非金属材料防腐效果显著,但耐高温性能与力学性能较差,受温度、压力与CO_2、H_2S、固体颗粒等介质成分的影响,衬里技术与涂镀层技术的应用范围受到限制。药剂防腐技术的防护效果与药剂类型、加药工艺密切相关,需要根据腐蚀工况监测结果进行实时调整。针对上述内防腐技术存在的问题,提出了未来内防腐技术的发展方向为改进现有内防腐技术存在的不足,提升其防护效果。同时,应开发防腐效果显著、经济成本低、施工简便、易于推广应用的防腐材料与防腐工艺技术。     

某装置海洋环境下腐蚀失效分析及控制措施研究

目的 解决采用ZL205A制造的某装置在海洋环境下的腐蚀失效问题.方法 分析装置所处的海洋浪花飞溅区的使用环境,对腐蚀原因与机理进行深入查找、研究.针对腐蚀原因,制定针对性的腐蚀控制措施,并通过试验予以验证.结果 装置腐蚀失效的主要原因为在海洋高盐、高湿的使用环境下,防腐蚀设计不足,防腐措施不到位,产生了电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等.制定的腐蚀控制措施主要有更换耐腐蚀性能较好的ZL114A材料、采用异种金属隔离、完善结构设计与加强过程控制、加强表面涂覆和维护保养等4方面.验证试验表明,采用综合防护措施的ZL114A试样腐蚀轻微,防腐效果良好,而采用原技术状态的ZL205A试样,腐蚀严重,防腐效果差.结论 采取综合防护措施的ZL114A装置在海洋环境下的耐腐蚀性显著提高,实际使用效果良好.     

基于纳米TiO2添加的新型航空涂料性能研究

目的解决纳米TiO_2在涂料中的团聚问题,同时实现增强涂层防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。方法以氯醚树脂为航空涂料的主要成膜物质,以经氟硅烷改性后的金红石型纳米TiO_2颗粒为主要吸光剂和疏水剂,配合其他合适填料和颜料制备一种新型航空涂料,通过拉拔法、硬度测试法、电化学极化曲线法、接触角测试法和人工紫外加速老化等测试手段分别对涂层的力学性能、电化学性能、疏水性能和耐紫外老化性能进行研究。结果改性后的金红石型纳米TiO_2颗粒的分散性及与氯醚树脂的相容性得到改善。当添加量为2%~3%时,涂层腐蚀防护性能、表面疏水性、耐紫外老化性能达到最佳,附着力、硬度等力学性能达到航空涂料的基本使用要求。结论该涂料有效地解决了纳米TiO_2在涂料中的团聚问题,提高了涂层的防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。     

海洋大气环境金属防护涂层技术与工艺研究

通过对某沿海工程防腐蚀技术较长时间的研究、试验及腐蚀控制设计,分析了海洋大气环境的主要特点和影响涂层体系防护性能的主要因素。在此基础上,研究了海洋大气环境金属结构涂装防护技术、工艺与主要技术保障措施。     

某型飞机腐蚀关键结构含涂层模拟件腐蚀行为研究

目的研究某型飞机腐蚀关键结构防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为整机日历寿命体系评定和飞机大修提供试验依据。方法在编制加速环境谱的基础上,对模拟件进行环境谱作用下的加速腐蚀试验。结果在经过修理前后两个阶段的加速腐蚀后,模拟件在铆钉连接区域表面涂层均出现不同程度的鼓包、开裂、剥落等老化现象。结论腐蚀关键结构表面防护涂层体系总体上能够满足首翻期和翻修间隔期内结构的表面防腐要求,但在外场使用维护中应针对铆钉、螺钉连接件周围等腐蚀敏感部位加强防护,一旦出现涂层老化、破损等损伤需要及时进行局部修复。在科学、合理的外场使用维护条件下,可以适当延长飞机的进厂大修时间。     

军绿有机涂层和金属漆涂层全浸泡下的腐蚀行为对比研究

目的针对车辆装备长期在高盐雾、高湿热、高日照等恶劣的气候环境下使用,会受到腐蚀影响的现状,探究现役军用有机涂层防护性能。方法采用电化学阻抗谱技术研究军绿有机涂层和金属漆涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,分析这两种涂层在浸泡期间的电化学阻抗谱特征,通过拟合等效电路得到涂层电阻R_c和涂层电容C_c,并用这两个电化学参数评价军绿有机涂层和金属漆涂层的耐蚀性能。结果军绿有机涂层抗腐蚀介质渗透能力很强,而金属漆涂层抗腐蚀介质渗透能力稍弱。结论两种涂层都表现出很好的防护性能,且金属漆涂层在腐蚀后期的防护性能要优于军绿有机涂层。     

我国海上油井管腐蚀与防护研究进展

总结了我国海洋环境油井管的防腐实践,为类似油气田开发提供技术参考。指出了我国海上油气井的环境与腐蚀状况,针对腐蚀环境特征,分仅含二氧化碳井下环境、含硫井下环境及热采井高温环境进行防腐技术总结。海洋环境油井气井内、外腐蚀均较严重,外腐蚀主要为海洋环境大气腐蚀,内腐蚀失效的原因多为CO2引发的腐蚀,此外因作业需要,井筒内流体性质的变化也加剧了内腐蚀失效。针对单独CO2腐蚀环境,建立了海上特色的防腐图版,并提出三种低成本防腐策略;针对H2S腐蚀环境,开展了不同材质的腐蚀规律研究与服役寿命预测;针对热采井高温腐蚀环境,开展了氧含量、高温腐蚀与热应力叠加强度变化研究。研究认为,海洋环境油气井外腐蚀可采取涂敷、牺牲阳极、阴极保护,井下CO2腐蚀可以采用防腐选材图版选择合适材质,为降低成本可以采用组合管柱防腐,含H2S环境可采用碳钢或低铬钢,以降低硫化物应力开裂(SSC)和应力腐蚀(SCC)风险,热采井宜控制含氧量及热强度衰减的影响。     

海军现役飞机的腐蚀损伤失效分析及腐蚀防护

根据海军机场的环境特点,对高强度铝合金材料的涂层有效期及基体材料的腐蚀损伤失效过程进行了研究,建立了腐蚀损伤与加速腐蚀日历时间的关系函数,提出了海军现役飞机外场腐蚀控制的具体技术措施。