[目的]研究不同电流密度与频率的交流干扰对Q235钢在红壤中腐蚀行为的影响。[方法]在实验室模拟交流杂散电流干扰环境,对Q235钢进行24 h红壤腐蚀实验;采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)观察Q235钢腐蚀前后的表面形貌,利用X射线衍射(XRD)分析腐蚀产物组成,结合电位-时间曲线与失重法分析腐蚀规律。[结果]Q235钢的腐蚀速率随电流密度增大而升高,随频率升高呈先增后减趋势。腐蚀电位呈正弦波动且出现净负移,其负移量与振幅均随电流密度增大而增大,并随频率升高先增后减。试样表面腐蚀产物以Fe_2O3为主,含少量Fe_3O4及来自土壤的SiO2。[结论]本文的研究结果可为红壤地区接地材料的腐蚀防护提供参考。
[目的]为满足印制电路板(PCB)铜互连线路超细化制造对种子层精密蚀刻控制的需求,开发能够有效抑制侧蚀、提升线路质量的新型酸性蚀刻液体系至关重要。[方法]选取单独含有或同时含有杂原子、苯环、咪唑环等活性吸附中心的3种咪唑类缓蚀剂分子(咪唑、5-甲基苯并咪唑和5-甲氧基苯并咪唑)添加到酸性蚀刻液中。采用量子化学计算、分子动力学模拟和电化学测试,研究了咪唑类缓蚀剂的吸附机理及缓蚀效果。[结果]缓蚀剂分子通过O、N原子及苯环C原子作为活性中心,以平行吸附构型稳定吸附于Cu(111)面,其中5-甲氧基苯并咪唑的吸附能最低(-43.71 kcal/mol)。电化学测试结果表明,3种缓蚀剂均为以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。5-甲氧基苯并咪唑表现出最佳的缓蚀性能,缓蚀效率达40.88%,在制备线宽25μm、线距25μm的铜互连线路时的蚀刻因子可达11.53。[结论] 5-甲氧基苯并咪唑可有效抑制酸性蚀刻液对铜的腐蚀作用,提升铜互连线路的蚀刻因子。
[目的]研究热镀锌环保彩涂板的腐蚀失效机制,为提升其耐蚀性提供理论依据。[方法]通过划痕+中性盐雾试验模拟涂层损伤,结合电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线测试及扫描电子显微镜(SEM)形貌表征,研究腐蚀介质与产物在不同涂层间的传输与漆膜起泡失效机制。[结果]面漆层结构致密且含铝粉填料,形成“迷宫效应”,能够显著延缓腐蚀介质渗透;底漆层中存在微裂纹,为介质扩散提供通道;预处理层由表面可溶性界面层与内层致密过渡膜组成,具备一定的物理屏障作用,并且附着力良好。腐蚀过程中,介质沿缺陷渗入并引发镀层溶解与析氢反应,产物在致密面漆阻挡下于层间聚集,最终导致漆膜鼓泡。[结论]通过增强底漆致密性、提高预处理层的稳定性及改善层间结合,可有效提升无铬彩涂板的耐蚀性,推动其在环保要求严苛的领域中应用。
[目的]研究碳化硅(SiC)颗粒预处理对其在钴基复合镀层中强化行为的影响,旨在通过调控颗粒表面性质来提升复合镀层的硬度与耐磨性。[方法]采用NaOH溶液对Si C颗粒进行去氧化层和粗化两种预处理,分析了处理后颗粒的亲水性、分散性及Zeta电位;以镀层的显微硬度和耐磨性为指标,通过正交试验优化了Co–SiC复合电镀工艺。[结果]采用60 g/L粗化的SiC颗粒作为第二相,在镀液pH为5.0、电流密度4 A/dm2的条件下电镀1 h时,所得Co–SiC复合镀层的显微硬度较高(405.3 HV),耐磨性最优。[结论]本研究为开发高性能环保型耐磨镀层提供了有效的策略。
[目的]通过表面改性技术来改善AZ31B镁合金的耐蚀性及抗菌性。[方法]以溶剂热法在硅烷化AZ31B镁合金表面制备了一种含锌离子的沸石咪唑酯骨架材料涂层ZIF-90,随后通过植酸(PA)化学转化制得ZIF-90/PA复合涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了涂层的表面形貌和组织结构,通过电化学测量及析氢实验考察了涂层镁合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。采用金黄色葡萄球菌测试了涂层镁合金的抗菌性能。[结果]成功在AZ31B镁合金表面合成了ZIF-90/PA复合涂层。相比于PA涂层镁合金,ZIF-90/PA复合涂层镁合金在SBF中的容抗弧半径明显增大,腐蚀电流降低了1个数量级,腐蚀电位正移了0.217 V,析氢量明显降低,抗菌率由25.3%提高到98.2%。[结论]相较于单一的PA涂层,得益于较厚的涂层结构、致密的表面转化膜、良好的结合力,以及锌离子的抗菌作用,ZIF-90/PA复合涂层拥有更好的耐蚀性及抗菌性。
[目的]聚氨酯涂料具有优异的防腐性能,然而其抗紫外老化能力不佳,影响长期耐久性。[方法]通过原位合成法,成功将硅藻土纳米粒子均匀分散于聚氨酯基体中,制备了硅藻土/聚氨酯复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等手段对复合涂层的微观结构和化学组成进行了表征。[结果]30%硅藻土的引入显著提高了聚氨酯涂层的耐盐雾、耐紫外性能和硬度。在500 h的紫外线照射下,复合涂层的光泽度降低率从纯聚氨酯涂层的19.4%降低到10.3%,耐盐雾腐蚀时间从58 d延长至68 d。硅藻土改性聚氨酯涂层的铅笔硬度可达到3H。[结论]该硅藻土改性聚氨酯涂层在防腐蚀领域具有良好的应用前景。
[目的]6061铝合金在长期使用中易发生腐蚀失效。为提高其使用寿命,需开发结合力强、防护性能持久的表面防护膜层。[方法]先对6061铝合金进行阳极氧化,得到多孔阳极氧化(PAO)底层,再通过电沉积法制备了负载单宁酸(TA)缓蚀剂的铈基金属有机框架(Ce-MOF@TA)复合膜层。研究了电沉积时间、电压、1,3,5-苯三甲酸(H_3BTC)配体与金属盐物质的量比及TA质量浓度对膜层耐蚀性的影响。[结果]电沉积Ce-MOF@TA复合膜层的较优工艺参数为:H_3BTC与Ce(NO3)3·6H2O物质的量比1∶1,TA质量浓度7.5 g/L,电压15 V,时间40 min。在该条件下制备的Ce-MOF@TA膜层的腐蚀电流密度低至1.905×10-8 A/cm2,电荷转移电阻高达1.359×107Ω·cm2,经144 h中性盐雾试验后表面完好,未见点蚀。[结论]通过阳极氧化与电沉积相结合,在6061铝合金表面成功制备了Ce-MOF@TA复合膜层。该膜层结构致密,与基体结合良好,且TA缓蚀剂的引入与MOF结构产生了协同防护效应,使膜层具备优异的耐腐蚀性能,能有效延长铝合金在腐蚀环境中的服役寿命。
[目的]随着全球对清洁能源需求的不断增长和环境保护意识的增强,开发高效、稳定且成本低廉的电解水制氢催化剂成为推动氢能经济发展的关键。[方法]采用水热反应、高温煅烧与磷化处理相结合的方法,在泡沫镍(NF)基底上负载镍钴磷化物(Ni Co P),得到Ni Co P/NF复合膜电极。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸-脱附测试等手段表征了Ni Co P/NF膜电极的形貌和结构,通过电化学测试研究了不同因素对电极析氧反应(OER)和析氢反应(HER)活性及电池性能的影响。[结果]当NaH_2PO2·H_2O质量浓度为125 g/L时,Ni Co P/NF膜电极展现出最优的OER与HER活性。NF厚度为0.6 mm时,NiCoP/NF膜电极的电池性能最佳。双进料方式下膜电极的电池性能显著优于单进料方式。电池在300 m A/cm2下持续运行200 h,电压与产氢速率分别稳定在2.5 V和1.26 mol/min左右,表明Ni CoP/NF膜电极的稳定性较好。[结论]本研究制备的Ni Co P/NF膜电极具备良好的催化活性,为开发高性能、低成本的水电解催化剂提供了新的思路和技术支持。
[目的]汽车涂装生产过程中需要对喷涂装置、管路及输调漆系统进行定期清洗,会产生大量的废清洗溶剂。本研究旨在针对某车间的实际情况,分析最优分离和回收方案,降低溶剂的采购成本,减少危废溶剂排放。[方法]针对溶剂型废清洗溶剂当前常见的回收再用技术路线(包括常压蒸馏、减压蒸馏和精馏)及膜分离方案进行了详细介绍和优缺点的对比。对两种经膜分离后回收的溶剂进行挥发速率、溶剂成分、溶解力、电阻等方面的测试,并与原溶剂进行对比。[结果]膜分离法对溶剂型废清洗溶剂的回收率可达到70%以上,不同品牌溶剂产品在回收后与原来组分的差异存在差别。[结论]膜分离法适用于溶剂型废清洗溶剂的回收,回收溶剂与原溶剂的溶解力差异因不同品牌的组分差异而有所不同,回用时要注意调配。
[目的]7A04铝合金锻件常用于航空航天领域的主承力结构中,硫酸阳极氧化是其常用的表面处理工艺,研究锻件材料本身的组织对阳极氧化的影响对指导生产有重要意义。[方法]7A04接头零件锻件机加工完成后进行碱洗和阳极氧化表面处理,对零件材料组织及表面阳极氧化层进行宏观和微观观察,并开展能谱和金相分析,考察了基材的显微硬度和阳极氧化膜的厚度。[结果]经不同方式锻造后的零件两端在完成阳极氧化处理后的膜层颜色不同,一端为正常的黄色,另一端出现异常黑斑。在零件自由锻造过程中,变形量小、锻造速率高的部分位置材料晶粒未得到充分细化,对力学性能造成一定影响,也致使阳极氧化前处理碱洗后接头两端的表面平整度不同,因此最终形成的阳极氧化膜层的平整度不同,对光的反射及散射存在差异,从而导致颜色不同。然而黑斑位置的阳极氧化膜层同样致密连续,只是厚度略小,仍可起到一定的保护作用。[结论]7A04铝合金在自由锻造过程中应保证变形量、锻造速率及冷锻量符合要求,使材料组织得以充分均匀细化,才能保证阳极氧化表面处理品质及力学性能满足工程应用的要求。