掩膜-化学刻蚀-阳极氧化方法制备耐磨TC4钛合金超疏水表面
马宁;孙凯伦;孙国雁;[目的]通过复合工艺来提高TC4钛合金超疏水表面的整体力学性能。[方法]首先使用掩膜法在钛合金表面预处理出阵列保护性结构，接着使用化学刻蚀法进行微米级结构制备，再使用阳极氧化法制备出纳米级结构，最终在试样表面形成的结构组成层级递进式复杂形貌。通过表面润湿性测量、扫描电镜(SEM)图像分析，以及防冰性、耐蚀性、耐磨性和抗冲击性测试，对单一化学刻蚀、单一阳极氧化、化学刻蚀-阳极氧化和掩膜-化学刻蚀-阳极氧化4种方法制备出的TC4钛合金超疏水表面进行性能对比。[结果]化学刻蚀法制备出的超疏水表面的水接触角为153.0°，滚动角为7.6°；阳极氧化法制备出的超疏水表面的水接触角为155.4°，滚动角为5.2°；无掩膜辅助的化学刻蚀-阳极氧化法制备出的超疏水表面的水接触角为157.6°，滚动角小于2°；掩膜-化学刻蚀-阳极氧化法制备出的超疏水表面的水接触角为163.1°，滚动角为4.5°。2种及3种方法复合制备出的超疏水表面的疏水性均优于单一方法制备的超疏水表面。4种方法制备出的超疏水表面均具有良好的防冰性，耐蚀性都优于TC4钛合金原始样片，尤其是化学刻蚀-阳极氧化和掩膜-化学刻蚀-阳极氧化2种复合方法处理后的超疏水试样。具有层级保护性结构的超疏水表面可在经历18次线性磨损及承受400 g落沙冲击后，仍具有超疏水性能，水接触角保持在150°以上，滚动角在10°左右。[结论]掩膜-化学刻蚀-阳极氧化法制备出的具有层级递进式结构的超疏水表面相比单一方法制备的超疏水表面在整体疏水性、耐蚀性、耐磨性、抗冲击性等方面均有大幅提升，与无掩膜辅助的复合方法所制备的超疏水表面相比具有更优异的力学性能。
基于配方均匀试验研究TC4钛合金表面磷酸盐系微弧氧化膜层的性能
邵珠倩;马颖;欧凯奇;汪浩;康帅;[目的]基于配方均匀试验设计，研究磷酸盐体系微弧氧化(MAO)电解液中各组分配比对TC4钛合金表面MAO膜层微观结构、耐蚀性和耐磨性的影响，以得到较优的电解液配方。[方法]通过配方均匀设计确定10组不同Na3PO4、KF和NaOH质量浓度比的电解液，在TC4钛合金表面制备MAO膜层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站及摩擦磨损试验机分析了膜层的形貌、物相组成、耐蚀性及摩擦学性能。[结果]电解液各组分配比对膜层性能影响显著。当Na3PO4、KF和NaOH的质量浓度比为0.03∶0.63∶0.34时，所得MAO膜层结构致密，富含金红石型TiO2相，在酸性和中性介质中的耐蚀性良好，且耐磨性较优。在高载低频(载荷5 N，频率1 Hz)模式下MAO膜层虽磨损失效，但有效延缓了基体损伤；在低载高频(载荷0.5 N，频率10 Hz)模式下摩擦氧化层的形成使摩擦因数降至0.5，膜层未磨穿。[结论]通过配方均匀设计可优化微弧氧化电解液各组分配比，显著提升TC4钛合金表面MAO膜层的耐蚀性和耐磨性。采用较优配方所得MAO膜层在低载高频条件下表现出优良的减摩耐磨特性，适用于微动磨损服役环境。
钛合金微弧氧化膜层在酸性介质中耐蚀性的对比研究
欧凯奇;马颖;邵珠倩;汪浩;[目的]探究电解液中有无氟化物和磷酸钠浓度的变化对钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响，考察膜层在硝酸与氢氟酸介质中的耐蚀性差异及腐蚀特点。[方法]基于含氟添加剂和不含氟添加剂的两组磷酸盐电解液，在TC4钛合金表面制备微弧氧化膜层。采用涡流测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(LSCM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和电子探针(EPMA)分析了膜层的厚度、粗糙度、微观形貌、物相种类、元素组成及其分布，利用点滴腐蚀实验评价膜层的耐蚀性。[结果]添加氟化物或提高磷酸钠浓度均可改善膜层的致密性，且提高了膜层中金红石型TiO2、Al2O3、非晶态氧化物等耐蚀相的含量。膜层在硝酸中更耐蚀。采用含氟化钾的电解液制备的膜层在两种酸性介质中均呈现出较优的耐蚀性。当磷酸钠的质量浓度为16 g/L时，膜层的耐蚀性更优。[结论]添加氟化物和提高磷酸钠浓度改善了TC4钛合金微弧氧化膜层的致密性、成分及物相，进而提高了膜层的耐蚀性。硝酸和氢氟酸介质分别以消耗性腐蚀和渗透性腐蚀为主的方式侵蚀膜层。膜层较薄且厚度一致时，在硝酸中，膜层的致密度对其耐蚀性有关键影响；在氢氟酸中，膜层的耐蚀性主要取决于成分及物相组成。
微弧氧化5083铝合金表面超疏水抗菌纳米复合涂层的制备及性能表征
陆科呈;杨展华;杨鸿驰;赵启忠;赖华俊;甘伟江;许泽兵;陈治武;莫然;郝成罡;王仲民;[目的]为了提高5083铝合金的耐蚀性，在其表面制备了超疏水抗菌复合涂层。[方法]首先对铝合金进行微弧氧化处理，然后将加了硅烷改性TiO2和ZnO纳米粒子的环氧涂料喷涂在其表面，制得厚度约400μm的复合涂层。采用扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)考察了微弧氧化膜及复合涂层的表面形貌和物相组成，通过动电位极化曲线测试、接触角测量和平板涂布计数法对涂层的耐蚀性、疏水性和抗菌性进行考察。[结果]当纳米TiO2和ZnO的质量比为1∶1时，复合涂层的耐蚀性最好，水接触角达到164.12°，滑动角低至2.10°，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抗菌率分别为99.32%、99.85%和91.17%。[结论]通过微弧氧化与纳米复合涂层技术相结合，可明显提高5083铝合金的耐蚀性、疏水性和抗菌性。
无氰镀银工艺在航空领域的工程化应用研究
李学敏;张帝;郭宇超;崔斌;张冲;毛林卫;马琨;李珍珍;张骐;[目的]开发镀液性能稳定、镀层性能优良、废水易处理且工艺维护成本不高于氰化物镀银的无氰镀银工艺，推动无氰镀银产线建设与工程化应用。[方法]以航空零件常用材料为基体进行碱性无氰镀银。对镀液稳定性及Ag镀层外观、厚度、结合力、抗硫性和氢脆性进行表征，并与氰化物镀银工艺进行对比。[结果]该无氰镀银工艺的镀液稳定性良好，沉积速率略低于氰化物镀银，但仍满足生产需求。所得Ag镀层呈稍带黄色调的银白色，微观结构均匀致密，结合力、抗硫性及氢脆性均满足航空标准HB 5051–1993《银镀层质量检验》的要求。[结论]该无氰镀银工艺可替代传统氰化物镀银工艺，在航空领域实现工程化应用。
防护装饰性锌镍合金电镀工艺
郭崇武;王晓军;李小花;[目的]针对传统Zn–Ni合金镀层装饰性不足问题，开发兼具高防护性和装饰性的Zn–Ni电镀工艺。[方法]以锌合金压铸件为基体，先采用聚合硫氰酸盐电镀Cu–Zn合金底层，再酸性电镀Zn–Ni合金功能镀层，接着进行三价铬蓝白钝化和电泳涂装后处理。[结果]采用该工艺制备的镀层外观靓丽，结合力良好，中性盐雾试验1 000 h以上表面无腐蚀产物生成。[结论]本工艺制备的镀层兼具Zn–Ni合金的高耐蚀性和电泳涂层的装饰性，具有良好的市场前景。
纳米石墨预处理对电刷镀银-石墨复合镀层组织和性能的影响
王晔辰;方晨;刘晓谦;李熙来;周毅;[目的]铜件表面电刷镀银-石墨复合镀层可有效提高器件的耐磨性、耐蚀性和导电性。而纳米石墨颗粒在镀液中的分散性对复合镀层的组织结构和性能有着重要影响。[方法]依次对纳米石墨颗粒进行酸、碱和表面活性剂预处理，研究预处理工艺对石墨在镀液中沉降行为，以及镀液长时间放置后所得Ag镀层组织结构、显微硬度和导电性的影响。[结果]十二烷基硫酸钠(SDS)体系石墨分散液的分散性和抗沉降性能最好。使用经SDS预处理的纳米石墨作为第二相制备的Ag–石墨复合镀层的显微硬度较高，导电性较好。[结论]对纳米石墨进行适当的预处理可明显提升其在镀层中的分布均匀性，以及提高Ag–石墨复合镀层的致密性、显微硬度和导电性。
电解除油槽液在线分析与补料系统抗干扰稳定性控制研究
岳恒;杜东兴;唐曦;刘盛;孔金星;[目的]为解决电解除油过程中槽液成分实时监测难、补料控制精度低等问题，设计了一套基于模糊PID(比例-积分-微分)控制的在线分析与自动补料系统。该系统结合PLC(可编程逻辑控制器)、工业计算机(IPC)及滴定分析模块，实现了自动取样、定量分析与闭环控制功能。[方法]通过建立浓度控制模型，利用Simulink对传统PID与模糊PID控制策略进行仿真对比，并在实验平台上完成验证。[结果]当目标浓度为24.5 g/L时，采用模糊PID控制后：最大稳态误差从0.09 g/L降至0.01 g/L，降幅为88%～96%；系统分析误差小于1%，控制精度提升至0.04%～0.20%；在扰动情况下，控制精度较传统方法提高40%以上。[结论]该系统在提升除油工艺自动化水平和稳定性方面具有显著优势，具备良好的工程应用前景。
十二烷基苯磺酸钠改性二硫化钼/海泡石复合材料的制备及耐磨、防腐性能研究
何智龙;彭晓晓;张赐阳;陈晓晨;孙志伟;张新琪;雷武;郝青丽;[目的]摩擦磨损和金属腐蚀是影响机械设备性能和使用寿命的关键因素，开发兼具优异减摩抗磨性能和长效防腐性能的多功能涂层材料具有重要意义。[方法]通过一步水热法制备了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)改性的二硫化钼/海泡石(Sep)复合材料(SDBS-MoS2/Sep)，并将其作为功能填料添加到环氧树脂涂层中。为了探索在不同环氧树脂涂层中的应用，系统研究了在E44中的摩擦学性能和E51中的防腐性能。[结果]SDBS的引入使MoS2层间距扩大至1.05 nm，显著降低了层间范德华力，促进层间滑移，同时海泡石纤维提高了涂层的力学强度。当复合材料的添加量为1.0%时，SDBS-MoS2/Sep/E44复合涂层的摩擦因数和磨损量较纯环氧树脂(E44)涂层分别降低46.35%和39.60%，磨斑硬度提高21.67%。此外，复合材料通过花球状MoS2和纤维状Sep构建的“迷宫效应”延长了腐蚀介质的渗透路径，结合SDBS的缓蚀作用，使涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡20 d后仍保持优异的防腐效果。[结论]本研究成功开发了一种具有优异减摩抗磨和防腐性能的多功能复合材料，为机械装备防护涂层的设计提供了新思路，具有重要的工程应用价值。
期刊荣誉
中文核心期刊
中国科技核心期刊
中国学术核心期刊
科技期刊世界影响力指数报告收录
中国学术期刊影响因子年报Q2分区
化工领域高质量科技期刊目录T3分级
国家新闻出版署首批认定学术期刊
中国期刊方阵双百期刊
新中国成立七十周年精品期刊
中科院公益学术平台收录期刊
广东省优秀科技期刊
CA·CSA·Pж·METADEX
JST·INSPEC·EBSCO
知网·万方·维普·超星
编辑部信息
电话：020-39366085
邮箱：plating@gzhu.edu.cn
地址：广州市番禺区大学城外环西路230号广州大学期刊中心
