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表面技术
中国兵器工业第五九研究所；中国兵工学会防腐包装分会；中国兵器工业防腐包装情报网
表面技术

中国兵器工业第五九研究所；中国兵工学会防腐包装分会；中国兵器工业防腐包装情报网

吴护林（兼）

双月刊

1001-3660

wjqkbm@vip.163.com

023-68792193

400039

重庆市2331信箱（重庆市九龙破区石桥铺渝州路33号）

表面技术/Journal Surface TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊主要报道金属、非金属表面技术方面的最新科学研究成果及新技术应用成果等方面的内容。
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    镍基热喷涂自润滑涂层研究新进展

    郭冬青贾均红杨杰王奎...
    1-14页
    查看更多>>摘要：近些年,镍基自润滑涂层作为减摩耐磨材料被广泛喷涂到机械运动副表面.从涂层的组分设计、制备工艺及涂层微结构控制3个方面,系统总结了热喷涂制备镍基自润滑涂层的最新研究进展并对未来的研究方向进行了讨论.首先从涂层基础相、润滑相和增强相3部分阐述了镍基自润滑涂层的构成要素,并重点分析了涂层组分设计的常用模式,以期为新型镍基自润滑涂层的组分设计提供参考;继而针对热喷涂技术的工艺特殊性,重点综述了热喷涂喂料复合粉末制备的研究最新进展;随后针对热喷涂制备涂层时导致的涂层缺陷问题,详细阐述了涂层微结构控制、涂层预处理和后处理等对自润滑涂层性能影响的最新探索进展;最后,总结了目前在镍基自润滑涂层研究中存在的问题,进一步指出优化工艺技术、采用数值模拟结合试验测试的方法,来深入研究涂层内部的润滑摩擦机理将是未来研究的重要方向.

    热喷涂镍基自润滑涂层制备技术组分设计

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    稀土掺杂热障涂层体系及其荧光效应研究现状与发展趋势

    刘延宽李鑫林王志平
    15-31页
    查看更多>>摘要：稀土掺杂热障涂层是指将稀土元素掺杂到热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)陶瓷面层中,不仅可以在一定程度上改善热障涂层的隔热性能和力学性能,还可以赋予其荧光特性,利用其荧光特性可以实现温度测量、热历史追踪、无损检测等方面的应用,从而达到寿命预测的目的.重点围绕国内外稀土荧光效应在热障涂层中的研究和发展趋势进行了系统阐述,分别介绍了稀土掺杂热障涂层的结构以及荧光效应在时间效应和强度效应上的检测原理,分析了热障涂层稀土掺杂原理及其制备工艺,讨论了稀土元素的掺杂对热障涂层热力学性能以及抗CMAS(CaO、MgO、Al2O3、SiO2)腐蚀性的影响,阐述并分析了基于稀土荧光效应的热障涂层在荧光测温、热历史传感器和无损检测等方面的研究和应用,为后续基于稀土荧光效应的热障涂层研究和应用奠定了理论基础,最后对基于稀土荧光效应的热障涂层今后需要解决的问题和发展方向进行了展望.

    热障涂层稀土掺杂荧光测温热历史传感器无损检测

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    化学镀镍硼镀层的研究进展

    张雅鑫袁炜刘圆敬黄雄...
    32-44页
    查看更多>>摘要：化学镀镍硼镀层是通过化学镀的表面处理方法在基材表面沉积的一种镍硼合金层.对近20年化学镀以及镍硼镀层的文章发表情况进行了统计,介绍了典型镍硼镀层的沉积过程和不同还原剂下的沉积原理,探讨了还原剂与硼含量对工艺和性能的影响.相比传统制备工艺,如今镍硼镀层的工艺研究有了许多新的进展.近些年来,通过对绿色环保的新型稳定剂和无稳定剂镀液体系的探索、加速剂和表面活性剂的合理使用、等离子体氮化等后处理方法的应用、多层镀层与复合镀层以及三元合金镀层的深入探索,化学镀镍硼的工艺研究发展迅速,其应用范围也在原本对耐磨、耐腐蚀性能需求较高的传统领域之外,拓展出了电子工业、特种材料工业等新兴领域.目前,在化学镀镍的所有镀层中,镍硼镀层的硬度最高,除这些传统性能外,镍硼镀层还具有高反射率、低电阻率和优秀的磁性能.综述了化学镀镍硼镀层在基础理论研究、工艺研究、性能及应用研究3个方面的成果与进展,指出了未来镍硼镀层的再处理再循环工艺、工业化、原料成本等在环保、技术、经济方面可能遇到的一些机遇、挑战和有待改善之处,展望了未来镍硼镀层研究的关注重点和发展趋势.

    化学镀镍硼合金文献综述工艺研究性能应用

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    微弧氧化着色膜层制备技术研究进展

    郭俊灏张德忠赵涛陈文选...
    45-55页
    查看更多>>摘要：铝、镁、钛等合金材料常被用作3C机身结构件,尤其是制作笔记本电脑和手机的外壳时,不仅要求表面硬度高、耐磨性好,还要求其外观华丽精致,微弧氧化着色膜也因此成为研究热点.概述了微弧氧化着色膜的着色原理、着色方法,包括改变电解液组成、改变合金组成等,基于目前采用最多的添加过渡金属盐的方法对着色的颜色种类如黑色、棕色、蓝色、绿色等进行了重点论述,分析了微弧氧化膜的着色原因及显色物质成分,并在此过程中探讨了可能会对膜层颜色产生影响的工艺参数,揭示了微弧氧化着色膜层存在的光泽度低、色彩暗淡无光等问题.为解决微弧氧化着色膜装饰性较差的问题,使其更好地应用于电子产品,其未来的发展方向将是:1)深入研究微弧氧化着色机理;2)改善微弧氧化电解液体系;3)探索工艺参数影响,以提高着色膜的装饰性;4)拓展微弧氧化膜的颜色种类,从而满足更多场景的应用需求.

    微弧氧化着色膜着色剂着色机理轻合金

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    植介入医疗器械涂层的研究进展

    李基容储爱民王书晗吕孔鹏...
    56-74页
    查看更多>>摘要：植介入医疗器械在手术过程中会直接接触人体器官组织、血管壁及血液,进而引发一系列如炎症、血管痉挛、血栓等副作用,在器械表面应用生物相容性材料构建涂层可以有效避免组织损伤和减少副作用.近年来,随着涂层技术和材料种类的迅速发展,涂层的功能性也得到了拓展,出现了亲水、疏水、抗菌、抗凝和载药等不同功能的涂层.综述了上述5种植介入医疗器械涂层的研究进展,从材料学角度探讨了涂层的组成成分和表面结构优化对其功能性的影响.其中,涂层的组成成分主要是高分子聚合物,例如聚乙二醇、聚两性离子、聚四氟乙烯等,将抗菌、抗凝以及其他药物掺杂在这些材料内构建涂层,可实现抑菌、抗凝、载药等目的.常见的表面结构优化策略主要通过在器械表面对涂层进行仿生微纳结构修饰等,形成纳米或微米尺度的结构,从而改变涂层的表面能、接触角、粗糙度等特性,以影响涂层的生物相容性、细胞附着和生长行为.总而言之,表面涂层可以显著改善植介入医疗器械的临床应用性能.然而,植介入医疗器械涂层在长期效果、材料耐久性和标准化制备等方面仍存在一些不足.最后,结合目前蓬勃发展的新型材料和制作工艺,对植介入医疗器械的涂层进行了展望.

    植介入医疗器械涂层涂层材料涂层技术作用机理

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    海洋环境用热轧304L不锈钢-A36碳钢复合钢板的腐蚀行为研究

    刘叶诚郑志斌龙骏徐志彪...
    75-86页
    查看更多>>摘要：目的 探究304L不锈钢和A36碳钢热轧复合钢板中不锈钢覆层、碳钢基体以及不锈钢-碳钢复合界面在海洋大气环境及海水浸没环境中的腐蚀行为与腐蚀机理.方法 采用中性盐雾实验和电化学实验模拟了海洋大气环境及海水浸没环境,对304L不锈钢-A36碳钢热轧复合钢板的腐蚀机理进行了全面评估.利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)表征复合材料界面的微观结构和局部元素分布,使用X射线衍射仪(XRD)表征了腐蚀产物的成分和化合价.结果 在复合界面上存在一个明显的元素过渡区域.2种钢复合界面结合平滑,结合质量良好,轧制对2种钢复合界面处的组织无明显影响.当中性盐雾实验进行到96 h时,复合界面的腐蚀速率开始超越碳钢基体的腐蚀速率.实验结束时,复合界面与碳钢基体的腐蚀失重量分别达到582 g/m2和468 g/m2,复合界面在海洋大气环境中的腐蚀速率为碳钢基体的1.24倍.此外,在复合界面碳钢侧的腐蚀产物中观察到富氯层.在电化学实验中,复合界面显示出了比碳钢基体更小的阻抗,这使复合界面在海水浸没环境中的腐蚀速率为碳钢基体的1.13倍.在复合界面处发现电偶腐蚀效应,加速了A36碳钢侧的腐蚀.开路电位的测试结果表明,复合界面的开路电位与耐蚀性较差的碳钢的开路电位接近,不同不锈钢-碳钢面积比复合界面的开路电位变化较小.结论 在不同海洋腐蚀环境中,复合界面的腐蚀速率均大于覆层及基体的腐蚀速率,在海洋大气环境中尤为严重,复合界面碳钢部分的小面积暴露将导致材料的耐腐蚀性严重下降,在实际工程使用中应避免复合界面,尤其是复合界面碳钢部分的直接暴露.

    金属复合材料不锈钢碳钢腐蚀海洋环境

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    不同苯并三氮唑(BTA)添加量对BTA@PHVA/PEI环氧涂层防护性能的影响

    慕仙莲张馨月郁大照刘元海...
    87-95页
    查看更多>>摘要：目的 通过制备装载苯并三氮唑(BTA)的杂化凝胶(BTA@PHVA/PEI),并将其添加至环氧(EP)涂层中研究不同苯并三氮唑添加量对BTA@PHVA/PEI环氧涂层防护性能的影响.方法 通过自由基聚合法制备BTA@PHVA/PEI,将其添加至环氧涂层中制备BTA@PHVA/PEI环氧复合涂层.通过红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析等手段对制备的BTA@PHVA/PEI进行结构表征.在3.5％(质量分数)NaCl溶液中开展模拟海水浸泡试验.对涂层附着力、电化学阻抗谱和涂层腐蚀形貌进行表征分析.结果 成功制备了装载缓蚀剂BTA的杂化凝胶BTA@PHVA/PEI;浸泡300 h后,BP-1/EP涂层、BP-2/EP涂层和BP-3/EP涂层附着力分别下降了55.7％、53.9％和58.2％,明显低于相同条件下EP涂层的附着力损失值(60.4％);在相同条件下,BTA@PHVA/PEI涂层始终具有更高的阻抗值.浸泡300 h后,BTA@PHVA/PEI涂层的阻抗值为3.36×105Ω·cm2,比EP涂层阻抗值高1个数量级.结论 BTA@PHVA/PEI中的硅氧烷结构能提高环氧涂层交联密度,降低腐蚀性粒子的渗透速率,使BP/EP涂层具有更高的附着力.在同等实验条件下,BTA@PHVA/PEI环氧涂层的防护效果更优,这主要是因为BTA中N原子的孤电子对与Fe原子的空轨道在金属基体表面形成了吸附膜和PHVA/PEI凝胶的三维网络具有屏蔽作用.

    苯并三氮唑杂化凝胶防护性能环氧涂层电化学阻抗谱

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    改性氧化铈/水性环氧复合涂层制备及防腐性能分析

    肖垚贺小燕万涛白秀琴...
    96-105,189页
    查看更多>>摘要：目的 利用改性氧化铈掺杂水性环氧制备水性复合涂层,提高水性涂层的防腐性能.方法 通过硅烷偶联剂接枝纳米氧化铈(CeO2-K),然后原位聚合聚苯胺(PANI),合成了质量比为1︰1、4︰1、7︰1的聚苯胺/氧化铈复合颗粒(PA@CeO2(1︰1)、PA@CeO2(4︰1)及PA@CeO2(7︰1)),制备了硅烷改性氧化铈复合水性环氧涂层(CeO2-K/WEP)、PANI@CeO2复合水性环氧涂层(PA@CeO2(1︰1)/WEP、PA@CeO2(4︰1)/WEP及PA@CeO2(7︰1)/WEP);通过扫描电镜、吸水率试验、电化学测试、中性盐雾试验等探讨改性氧化铈/水性环氧复合涂层的防腐性能.结果 改性后CeO2-K颗粒间的团聚作用减弱,PA@CeO2复合粒子呈现"球状+纤维状"纳米复合结构.与水性环氧树脂涂层(WEP)相比,纳米复合涂层的致密性增强,PA@CeO2复合粒子的引入提高了CeO2与环氧树脂间的相容性,并增强了涂层与基体的结合力.PA@CeO2(4︰1)/WEP浸泡30 d后,在最低频率0.01 Hz下表现出最高的阻抗模值,是CeO2-K/WEP的2.4倍,比WEP提高了2个数量级.经过336 h的盐雾试验,WEP和CeO2-K/WEP出现了明显的锈蚀和剥落,而PA@CeO2/WEP涂层剥离区域未发生扩展,表现出更好的耐盐雾性能.结论 PA@CeO2/WEP复合涂层的防腐性能优于WEP和CeO2-K/WEP的,其中PA@CeO2(4︰1)/WEP复合涂层的性能最佳.

    氧化铈聚苯胺水性环氧复合涂层防腐性能

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    铜缓蚀剂及其与硅烷复合自组装膜耐腐蚀性能

    郭叙言庄普誉吴尚澄王桂香...
    106-115页
    查看更多>>摘要：目的 解决铜及铜合金在海水介质中的腐蚀问题.方法 采用自组装技术在铜表面制备了甲基-1H-苯并三唑(TTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、L-精氨酸和L-组氨酸4种缓蚀剂的自组装膜,并将这4种缓蚀剂分别与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)进行组合制备了复合自组装膜,通过电化学方法研究了铜表面自组装膜的耐腐蚀性能.结果 所有缓蚀剂及其复合膜层均具有一定的耐腐蚀性,不同缓蚀剂自组装膜的缓蚀效率从大到小为:CTAB(78.78％)>TTA(61.00％)>组氨酸(56.03％)>精氨酸(46.38％).相比空白铜样品的水接触角(76.9°),CTAB自组装膜的接触角达100.7°.缓蚀剂与Si-69复配的自组装膜性能比单一缓蚀剂或硅烷更加优异,且在4种缓蚀剂中CTAB效果最好,其缓蚀效率达96.91％,其余依次为TTA(85.38％)、组氨酸(84.91％)和精氨酸(82.09％).CTAB与硅烷复合膜层的水接触角为105.6°.结论 在铜表面制备CTAB、TTA、组氨酸、精氨酸4种自组装膜可以有效提高材料的耐蚀性.将4种缓蚀剂与硅烷复配时缓蚀效率均有提高,硅烷的加入能够改善缓蚀剂自组装膜层结构,提高耐蚀性.结果 表明,利用缓蚀剂与硅烷复配的协同效应来提高膜层性能是一种可行的思路.

    自组装铜硅烷偶联剂缓蚀剂耐蚀性协同效应

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    不同除鳞工艺对热轧带钢热镀锌质量的影响

    宋木清王少峰袁玮何龙...
    116-127页
    查看更多>>摘要：目的 研究酸洗、湿法抛丸技术(Eco-Pickled Surface,EPS)、EPS+纤维刷工艺(EPS+plus)和干抛丸4种不同除鳞工艺对Q235B热轧带钢热镀锌质量的影响机理和规律,并将EPS和EPS+plus工艺处理后的热轧带钢在带钢热镀锌生产线上试制,实现大规模生产.方法 采用粗糙度轮廓仪测量4种表面除鳞处理后的Q235B钢板表面粗糙度,利用扫描电镜分析表面形貌及氧化皮残留情况.通过实验室热镀锌实验,观察镀锌层表面形貌,利用场发射电子探针(EF-EPMA)分析锌层截面形貌及成分面分布;通过折弯实验评定锌层结合力;去除表面镀锌层,计算锌消耗量,观察脱锌后表面抑制层形貌,并用能谱对其进行成分分析.将Q235B热轧带钢在鞍钢金固EPS生产线上进行EPS和EPS+plus处理后,分别在热镀锌生产线进行镀锌和镀锌铝镁工业试制,并对生产试制卷进行力学、折弯及杯突检测,以评定质量.结果 酸洗、EPS、EPS+plus和干抛丸4种工艺处理后钢板表面粗糙度分别为1.4442、3.3305、2.3964、4.3388μm.EPS处理试样表面未发现有氧化铁皮的残留,EPS+plus处理试样仅有极少量的氧化铁皮残留.EPS和EPS+plus工艺处理钢板热镀锌试样基体与锌层之间均能形成连续较致密的抑制层,锌层结合力评为1级,且锌消耗量较小,分别为148.3、123.5 g/m2.结论 EPS和EPS+plus工艺处理后钢板镀锌质量优于酸洗和干抛丸工艺,EPS和EPS+plus工艺处理后在热镀锌生产线上试制的实验卷满足镀锌质量要求.

    除鳞工艺EPS技术热轧带钢热镀锌

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