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材料保护
材料保护

徐军

月刊

1001-1560

bjb@mat-pro.com

027-83641679

430030

湖北省武汉宝丰二路126号

材料保护/Journal Materials ProtectionCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1960年，是由武汉材料保护研究所、中国腐蚀与防护学会、中国表面工程协会，中国机械工程学会表面工程分会主办的全国性表面应用技术杂志，面向国内外公开发行，属中文核心期刊。曾荣获首届国家期刊奖，第二届中国期刊提名奖，入选中国期刊方阵双高期刊。
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    镁合金表面沉积Al-Al2O3/AT13复合涂层及其耐磨耐蚀性能研究

    熊凡奇揭晓华卢静孙澄川...
    1-7页
    查看更多>>摘要：为了提高镁合金的耐磨耐蚀性并拓展其应用领域,首先采用冷喷涂法在镁合金基体表面沉积一层Al-20％(质量分数)Al2O3(缩写:Al-Al2O3)涂层作为复合涂层过渡层,然后采用大气等离子喷涂法在其表面制备Al2O3-13％(质量分数)TiO2(缩写:AT13)面层,从而获得Al-Al2O3/AT13复合涂层.采用扫描电镜分析了过渡层与面层的表面与截面形貌,借助显微硬度仪和万能试验机测定了复合涂层的显微硬度与结合强度,采用摩擦磨损仪测定了复合涂层的摩擦系数与磨损率,利用动电位扫描技术研究复合涂层在3.5％(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Al-Al2O3过渡层与AT13面层的显微硬度分别为(42.3±13.7)HV0.1、(838.8±87.6)HV0.1,Al-Al2O3/AT13复合涂层结合强度为31.2 MPa;在40 N载荷和10 min的磨损条件下,复合涂层的稳定摩擦系数与磨损率为0.74、5.94×10-5mm3/(N·m),与镁合金基体[1.89×10-4 mm3/(N·m)]相比,磨损率减少了68.6％;在经过30 min的3.5％NaCl溶液浸泡后,复合涂层的腐蚀电位为-927 mV,腐蚀电流密度为1.81×10-5 A/cm2,与镁合金基体相比,腐蚀电位增大了742 mV,腐蚀电流密度下降了1个数量级.

    冷喷涂等离子喷涂镁合金复合涂层耐磨性耐蚀性

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    Al2O3+TiO2复合颗粒对激光熔覆Inconel 718基润滑涂层显微组织及高温磨损行为的影响研究

    张普曹四龙
    8-19页
    查看更多>>摘要：针对Inconel 718镍基合金易在宽温域条件下发生磨损失效的问题,选用2种不同含量Al2O3+TiO2颗粒(10％,20％,质量分数)作为陶瓷增强相,利用激光熔覆技术制备了2种Inconel 718-MoS2-Al2O3-TiO2高温耐磨润滑复合涂层,系统地研究了复合涂层的微观组织、力学性能和摩擦学性能,以为其在摩擦学领域的应用提供数据支持.结果表明:复合涂层主要由γ-Ni固溶体、γ'-Ni3(Ti,Al)金属间化合物、Ti3O5和Al2O3陶瓷增强相以及MoS2润滑相共同组成.当TiO2和Al2O3的含量达到20％时,更高含量的Ti3O5和Al2O3有利于涂层高的硬度和弹性模量,显微硬度最高可达455 HV0.3,然而会造成Ti3O5和Al2O3物相晶粒粗大,不利于弹性模量和抗塑性变形能力的提升.当摩擦温度为室温～200℃时,TiO2和Al2O3含量为10％的复合涂层的摩擦系数和磨损率显著升高并达到了最大值,磨损机理主要为磨粒磨损和片层脱落;随着温度升高到400℃,涂层磨痕表面能够形成连续氧化膜促使磨损率显著降低.当温度达到600～800℃,2种复合涂层摩擦表面都能形成连续光滑的氧化膜起到润滑效应,使摩擦学性能得到显著改善,特别是磨损率相比于Inconel 718合金涂层降低1个数量级.当TiO2和Al2O3含量达到20％时,复合涂层在中高温下有更优异的摩擦学性能.通过对比发现Inconel 718-MoS2-Al2O3-TiO2复合涂层相比于Inconel 718合金涂层在室温～800℃表现出更优异的摩擦学性能.

    激光熔覆镍基复合涂层高温耐磨损宽温域自润滑

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    机械/化学稳定性超疏水涂层的构筑及其防腐性能研究

    张鹏白光亚倪向萍李雨桓...
    20-28页
    查看更多>>摘要：超疏水涂层可以有效地阻碍含水腐蚀介质对表面的侵入、附着、凝结行为.然而,传统超疏水涂层差的机械和化学稳定性极大地限制了其在复杂苛刻环境中的应用.为此,采用氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(SiO2)复合聚二甲基硅氧烷(PDMS)与环氧树脂(EP)混合基体,结合喷涂技术在Q345钢片表面形成PDMS-EP@SiO2-GO超疏水涂层,并对涂层的超疏水、自清洁、防污、耐机械磨损、耐化学侵蚀和防腐性能进行研究.结果表明,PDMS-EP@SiO2-GO水接触角高达166.57°,滚动角小于3°.由于GO的强化增强作用,涂层能对水温为20～100℃的液体保持155°以上的接触角,对酸碱溶液保持160°以上的接触角,且滚动角均小于4°;在经过砂纸摩擦(40 m总摩擦长度)和30次循环胶带粘脱后,涂层依旧拥有超疏水能力,接触角维持在152°以上.此外,PDMS-EP@SiO2-GO优异的拒水性使得它具有良好的防污和自清洁性能.在腐蚀防护方面,PDMS-EP@SiO2-GO的最低频阻抗值提升了1个数量级,电荷转移电阻提升了2个数量级,表现出了优异的耐腐蚀性能.PDMS-EP@SiO2-GO解决了传统超疏水涂层较弱的机械/化学稳定性的问题,可以实现对金属基体的持久性保护,增强了实用性,助力了机械装备在全寿命周期内的安全可靠服役.

    超疏水涂层纳米二氧化硅机械稳定性化学稳定性防腐耐磨

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    热基锌铝镁镀层钢切边初始腐蚀机理和保护性能研究

    庞晟何鑫商婷刘超...
    29-35,58页
    查看更多>>摘要：以低铝低镁型Zn1.5Al1.1Mg热基锌铝镁镀层板为研究对象,采用SEM、EDS、XRD等方式,明确了低铝低镁锌铝镁镀层板其切边的初始腐蚀机制,并通过SEM、XRD对浸泡实验和循环腐蚀实验后的试样其切边处的腐蚀产物种类和形貌进行分析,研究锌铝镁镀层对其切边处的保护性能.结果表明:锌铝镁镀层其切边是由纯Zn相、Zn-MgZn2二元共晶、Zn-MgZn2-Al三元共晶3种组织构成;含有MgZn2相的三元共晶和二元共晶在锌铝镁切边的腐蚀初期通常作为腐蚀萌生点,进而扩展到整个镀层;在锌铝镁镀层切边的长期腐蚀过程中,Zn元素起到主要保护作用,游离的Zn2+通过形成碱式碳酸锌[Zn5(OH)6(CO3)2]和碱式氯化锌[Zn5(OH)8Cl2·H2O]在镀层切边处堆积,阻碍腐蚀介质的纵向扩展,当其转变为多孔氧化锌时,镀层保护失效,切边受到破坏.

    热基锌铝镁镀层切边腐蚀机理微观组织循环腐蚀试验

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    钛合金焊接接头表面超疏水涂层的构建及性能研究

    王丽媛张景纯孙二举吕晓辉...
    36-42页
    查看更多>>摘要：为提高钛合金焊接接头的耐蚀性能,以TA2焊接接头为基体,采用微弧氧化和低能修饰相结合的方法,分别在母材区、焊缝区和热影响区制备超疏水涂层.使用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)表征了试样的显微组织、微观形貌和化学成分,通过电化学阻抗谱(EIS)测试了试样在3.5％(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明:微弧氧化处理获得了大脑状微米级沟槽结构,其物相组成为锐钛矿型TiO2,经过低能修饰后,3个区域的水接触角分别为154.5°、152.3°和153.6°,滚动角分别为2.9°、4.4°和3.2°,表现出良好的超疏水性.在EIS测试中,超疏水涂层的容抗弧半径最大、微弧氧化涂层的次之,二者均提高了基体的耐蚀性能,其中,热影响区超疏水试样的电荷转移电阻相较于基体的提高了近7倍,具有最佳的耐腐蚀性能.

    钛合金焊接接头超疏水涂层耐蚀性能

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    锌铝镁板表面硫脲改性水性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜的耐蚀性能研究

    马常帅冉长荣伏建康王运厚...
    43-51页
    查看更多>>摘要：为探究硫脲改性水性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜对锌铝镁镀层耐蚀性能的影响,以水性丙烯酸树脂-有机硅烷作为主要成膜物质,添加不同含量的硫脲复配出无铬钝化液,对锌铝镁镀层进行复合钝化.采用Nano ZS90型纳米粒度仪测试硫脲的粒径大小,采用Nicolet 6700型傅立叶红外光谱仪(FTIR)测试硫脲的结构,通过全浸试验、电化学测试和中性盐雾试验,分析复合钝化膜的耐蚀性能,并探究了硫脲含量对复合钝化膜腐蚀速率的影响.结果表明:硫脲对锌铝镁镀层的耐蚀性起到了缓蚀作用,但是硫脲含量过多,会使钝化膜的缓蚀性下降,对比了3种不同硫脲添加量,当钝化液中硫脲的质量分数为0.5％时,锌铝镁镀层的耐蚀性最优.硫脲与水性丙烯树脂-有机硅烷发生了交联作用,腐蚀后与金属形成配合物,形成了致密的网状结构,提高了膜层的致密性,从而降低了膜层的腐蚀速率.

    硫脲锌铝镁镀层钝化膜电化学中性盐雾试验耐蚀性

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    CeO2-ZrO2-Al2O3/丙烯酸防腐涂料的制备及性能研究

    汪秀李乾坤王继虎李辉...
    52-58页
    查看更多>>摘要：为探究填充不同质量的无机填料CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)粉体对丙烯酸涂料防腐性能及各项力学性能的影响,采用共沉淀法经过干燥煅烧合成了CZA粉体样品,将得到的CZA粉末配以市场上常用的分散剂、消泡剂等助剂在丙烯酸树脂中充分分散,并以刮涂的处理方法在经过处理的铁板上制备不同质量分数的丙烯酸防腐涂层.采用XRD、SEM和EDS对CZA粉体样品进行物相分析,利用力学性能测试和电化学防腐性能测试对涂层附着力、硬度、粗糙度、弯折性能、耐磨性、拉伸强度、断裂伸长率、防腐性能等特性进行评估.结果表明,制备得到的CZA粉体为固溶体,呈现四面体结构,添加CZA粉末后,涂层硬度提高,由HB上升至1H,弯曲性能皆为1T,耐磨性能得到提高,附着力皆为1级.与没有添加CZA的丙烯酸防腐涂层相比,CZA增强了涂层的防腐性能,当填料添加质量分数为10％时,涂层防腐性能最佳.该丙烯酸类防腐涂料具有一定的防腐性能,能够有效防止腐蚀介质对材料的腐蚀,未来在防腐领域具有一定的应用前景.

    CZA粉体丙烯酸树脂涂层粗糙度防腐性能

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    火电厂再生水中的微生物对管道的腐蚀行为研究

    武梦婷朱志平曹洁汤甜...
    59-67,80页
    查看更多>>摘要：为探究火电厂以再生水为水源时供水管道的微生物腐蚀行为,采用环状生物膜挂片反应器,动态模拟了再生水管道运行状况,通过测定溶液pH值、电导率,试片失重,电化学参数(如氧化还原电位、极化曲线、交流阻抗)、细菌数量并结合SEM、EDS、XRD等手段研究了铁细菌(IOB)、硫酸盐还原菌(SRB)及这2种混合菌对Q235钢腐蚀的影响过程和机理.结果表明,2种细菌数量随时间的延长而增长,再生水的pH值先降后升、电导率则稳步增长,环境中的细菌数与此时管材的腐蚀速率呈正相关性,SRB是影响微生物腐蚀的主要菌种;通过EDS和XRD分析发现不同环境下的腐蚀产物主要成分:IOB时腐蚀产物以FeOOH为主,存在少量Fe2O3、Fe3O4;SRB时腐蚀产物主要为氧化铁和硫化铁;而SRB+IOB共存时主要腐蚀产物为Fe2O3、Fe3O4和FeS;同时管道前期表面产生的微生物膜和腐蚀产物会抑制Q235的腐蚀,后期微生物膜失活、覆盖的腐蚀产物脱落,又会使腐蚀加速.

    火电厂再生水硫酸盐还原菌铁细菌电化学微生物腐蚀

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    基体表面粗糙度对非晶碳薄膜摩擦磨损性能的影响

    李一治刘京周丁子珊江小辉...
    68-73,80页
    查看更多>>摘要：为了探究不同基体表面粗糙度对非晶碳薄膜摩擦磨损性能的影响,改善2Cr13试样表面在601EF润滑脂润滑下的摩擦学性能,使用机加工、抛光等方式在2Cr13试样表面制备不同的表面粗糙度,然后采用磁控溅射法在不同粗糙度样件表面制备非晶碳薄膜,采用球-盘接触的摩擦磨损试验研究了在601EF润滑脂润滑条件下非晶碳薄膜及氮化硅球的摩擦磨损性能,通过光学显微镜对磨损处进行分析.结果表明:与基体表面对摩的Si3 N4球均磨出了明显的平台,而基体表面并未出现明显的磨痕,Ra范围在0.20～0.75μm样品对偶球的磨损量要小,磨斑面积范围为0.152～0.165 mm2,磨损形式为黏着磨损,Ra范围在0.95～3.19μm样品对偶球的磨损量要大,磨斑面积范围为0.228～0.275 mm2,出现了犁沟状磨痕,磨损较为严重;在相同的工况条件下,随着基体表面粗糙度的增大,两摩擦副间的启动、平均摩擦系数以及Si3N4球的磨损量均呈先减小后增大再减小的趋势,当Ra为0.56μm时,非晶碳薄膜的摩擦学性能最好,摩擦系数曲线较为稳定,平均摩擦系数为0.162,其对偶球磨损量最小,为0.152 mm2.基体表面粗糙度影响非晶碳薄膜的摩擦学性能,通过机加工、抛光等手段在基体表面制备合适的粗糙度可以得到具有良好减摩性能的表面.

    基体表面粗糙度非晶碳薄膜摩擦磨损601EF润滑脂Si3N4球

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    载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响

    员朝鑫王向谦刘斌强进...
    74-80页
    查看更多>>摘要：腐蚀环境条件下的动力件经受腐蚀和磨损的双重损伤,载荷的往复作用使得金属表面的钝化层失去作用而加速损伤,非晶碳基薄膜在腐蚀和摩擦领域展现出优异的防护性能.为了研究载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响,明确各个损失分量随载荷的变化关系,采用磁控溅射在304不锈钢表面制备了a-C薄膜、a-C:Cr薄膜和a-C:Si薄膜,通过动电位极化测试3种薄膜在5.0 mol/L HNO3条件下的静态腐蚀行为,同时结合3种薄膜在去离子水和5.0 mol/L HNO3环境下的不同载荷作用的磨损量,分析研究了载荷对腐蚀摩擦过程中各个分量的影响.结果表明:Si掺杂使a-C薄膜的腐蚀电流密度从1.11×10-6A/cm2降低至3.96×10-7A/cm2,Cr掺杂后腐蚀电流密度略微降低;随着载荷的增加3种薄膜的腐蚀损伤分量降低,机械磨损分量相应增加,对应的腐蚀-磨损交互作用对薄膜的损伤作用减弱.

    非晶碳基薄膜腐蚀摩擦腐蚀磨损载荷硝酸

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