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有机涂层在模拟深海环境中的电化学行为研究

腐蚀科学与防护技术 doi:10.3969/j.issn.1002-6495.2009.04.001

采用压力釜模拟深海环境、结合电化学交流阻抗技术研究了Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5%NaCl水溶液中的电化学行为.结果表明,相同厚度的有机涂层在3MPa压力条件下的阻抗和电化学反应阻抗较常压下小一个数量级以上,而涂层电容却大很多.涂层特征频率表明,在3MPa压力条件下的特征频率较常压下的高很多,表明涂层在压力作用下缺陷率高于常压条件,压力加速了有机涂层的失效.

关键词: 深海腐蚀 , 电化学 , 交流阻抗 , 有机涂料

5083铝合金环氧涂层盐水浸泡失效研究

方志刚 , 贾芳科 , 左禹 , 唐聿明 , 赵旭辉

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.07.016

目的：研究铝合金基体上环氧涂层在盐水浸泡环境中的电化学阻抗谱变化规律，揭示涂层失效的原因和机制。方法采用电化学阻抗谱技术、红外测试、扫描电镜及能谱分析等方法，研究涂覆在5083铝合金基体上的环氧涂层在盐水浸泡过程中的裂化过程和失效机制。结果在3.5%(质量分数) NaCl溶液的连续浸泡下，涂层电阻明显下降、电容明显增大，相应的涂层孔隙率和吸水体积百分数均逐渐增加；长期浸泡后，涂层孔隙率和吸水体积百分数均趋于稳定。随着浸泡时间的增加，涂层表面孔洞等缺陷增多，保护作用减弱；涂层内氧元素含量逐渐增加，碳元素含量逐渐减小；涂层内有羟基生成和C—O键的断裂发生。结论环氧涂层中环氧官能基团在电解质溶液中发生水解，水解形成羟基和氨基等亲水基团以及涂层中存在的孔洞等缺陷，进一步促进电解液的渗透，加速涂层的劣化。金属基体表面腐蚀反应会促进涂层与基体的剥离，腐蚀产物在涂层内的累积，也会导致涂层内孔隙和缺陷增多，促进涂层劣化。

关键词: 环氧涂层 , 5083铝合金 , 电化学阻抗谱 , 涂层失效

采用微扰法测试碳泡沫的电磁参数

方志刚 , 李处森 , 孙家言 , 张劲松

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.01.021

利用网络分析仪连接矩形谐振腔组成材料电磁参数微扰法测试系统.由谐振腔微扰理论出发,得到以托管装载小样品测试时复介电常数和复磁导率的计算公式.对碳泡沫进行电磁参数测试.结果表明,随着碳泡沫电导率的增加,其介电常数缓慢增加,电损耗先增加后减小,而磁损耗不断增加.碳泡沫具有介电常数小、电损耗大、随电导率增加而增加的非本征磁损耗,这种独特的电磁损耗特征使得碳泡沫有用作宽频带高温结构吸波材料的可能性.

关键词: 吸波材料 , 碳泡沫 , 电磁参数 , 微扰法

NAK80模具钢表面2种激光器熔覆Ni基碳化钨合金层组织结构及耐磨性比较

程虎 , 方志刚 , 戴晟 , 高玉新 , 赵先锐

材料保护

为了研究激光器对Ni基碳化钨合金熔覆层组织结构和性能的影响，分别采用Nd：YAG与CO2激光熔覆技术在NAK80模具钢表面制备了Ni基碳化钨合金层，利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机测试分析了2种熔覆层的组织结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明：2种熔覆层与基体之间均呈现良好的化学冶金结合；熔覆层组织主要为粗大的未熔碳化钨颗粒和均匀分布的树枝晶，Nd：YAG激光熔覆层的组织比CO2激光熔覆层的细小；2种熔覆层相结构主要包括WC，W2C，Cr23C6，NiCr，CrB，以及γ-Ni等；2种激光器熔覆处理后，NAK80模具钢表面硬度和耐磨性都得到显著改善，CO2激光熔覆层的硬度和耐磨性高于Nd：YAG激光熔覆层，2种激光熔覆试样的磨损机制均为磨粒磨损。

关键词: 激光熔覆 , Ni基碳化钨合金 , Nd：YAG激光器 , C02激光器 , NAK80模具钢 , 组织结构 , 耐磨性

NAK80模具钢表面激光熔覆钴基合金涂层的组织和摩擦磨损性能

程虎 , 戴晟 , 方志刚 , 赵先锐 , 高玉新

机械工程材料

采用激光熔覆方法在NAK80模具钢表面制备钴基合金熔覆层，用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的显微组织，通过干滑动摩擦试验研究了熔覆层的摩擦磨损性能，分析了其磨损机制，并用三维表面形貌仪观察磨损试样的表面形貌。结果表明：熔覆层的主要组成相为Cr28C6、Co3Mo2Si、MoC、FeCr和γ-Co；熔覆层由涂层与基体界面处的平面晶区、涂层中部的胞状树枝晶区和表层的网状等轴晶粒区组成；经激光熔覆处理后的NAK80模具钢表面硬度和耐磨性得到了显著改善，与NAK80模具钢相比，熔覆层表面的平均摩擦因数降低了约349／5，比磨损率下降了约91．30A；熔覆层的磨损机制为粘着磨损和轻微的显微切削。

关键词: 激光熔覆 , 钴基合金 , NAK80模具钢 , 组织 , 摩擦磨损性能

有机涂层在深海环境中的失效行为研究

方志刚 , 黄一

腐蚀科学与防护技术

用电化学阻抗测量和浸泡实验在高压釜中模拟300 m(3.0 MPa)深海环境研究 Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5% NaCl溶液中的失效行为, 并与常压环境中涂层的失效行为对比分析. 结果表明: 压力加速了涂层的破坏, 高压和常压环境中涂层的失效行为不同, 压力环境中涂层失效表现为起泡, 涂层下的金属未发生腐蚀, 常压环境中涂层的失效表现为涂层下金属的腐蚀, 而涂层未发生起泡.

关键词: 深海腐蚀 , electrochemical impedance spectrum(EIS) , high-pressure autoclave , organic coatings

舰船装备材料体系发展与需求分析

方志刚 , 刘斌 , 李国明 , 李健

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2014.07.01

舰船材料由研发到应用周期漫长、流程众多，其发展水平是衡量一个国家工业实力的重要指标，是维系舰船服役安全性和技战术水平的重要因素，“材料先行”和“材料体系构建”也是各海洋强国普遍重视的基本理念。随着舰船装备建设的跨越式发展需要，舰船材料整体技术水平和行业管理能力与新时期的要求还存在一定差距。为弥补这一差距，及时跟进舰船材料的国际前沿领域，有力推进我国在该领域的技术研发水平，对国内外舰船装备材料的发展现状进行了系统描述，详细分析了我国舰船材料体系发展中存在的问题，提出了当前及未来我国舰船装备材料体系的研究重点和发展目标，以及舰船装备发展趋势对先进材料的现实迫切需求、共性长期需求以及潜在需求等。最后，针对舰船装备材料体系的发展，提出了相关建议和措施。

关键词: 舰船装备 , 材料体系 , 发展方向 , 需求分析

船用铝合金表面防腐蚀强化技术

刘斌 , 方志刚 , 王虹斌 , 王涛

腐蚀与防护

在海洋环境中，船用铝合金通常采用传统有机涂料进行腐蚀防护。然而，在维修过程中发现，这种防护手段对于涂层下铝合金点蚀的抑制十分有限。针对这种现状，开展了船用铝合金表面防腐蚀强化技术研究，通过在铝合金基体与原防护涂料配套体系之间，增加一层无铬化学转化膜，起到防腐蚀强化作用。扫描电镜和电化学测试结果表明，该层转化膜结构致密，防腐蚀性能好，能使船用铝合金在海洋环境中的耐腐蚀能力得到强化和提高。

关键词: 铝合金 , 防腐蚀 , 强化 , 船舶 , 无铬化学转化膜

铝合金船舶的腐蚀防护技术现状与展望

张波 , 方志刚 , 李向阳 , 董彩常

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2014.07.05

针对国内外铝合金船舶的船体、空舱、海水管路系统、艉板法兰等部位的铝合金腐蚀现状进行了调研分析，发现船体基本采用涂料＋铝合金牺牲阳极的方法进行保护，效果良好；而空舱、海水管路系统和艉板法兰等部位，却因防腐措施不到位分别存在一定的腐蚀问题。文章结合青岛海洋腐蚀研究所多年积累的铝合金实海腐蚀研究资料，在对相应部位腐蚀问题客观分析的基础上，分别对铝合金船舶的牺牲阳极阴极保护、防腐防污涂层保护、微弧氧化处理和电绝缘保护等腐蚀防护技术，在使用过程中存在的问题以及相应应对措施进行了分析总结，同时对铝合金船舶各项腐蚀防护技术的发展前景以及需要解决的问题进行了展望。

关键词: 船舶 , 铝合金 , 腐蚀 , 技术现状

四种典型牺牲阳极在干湿交替环境中的性能评价

方志刚

表面技术

通过模拟海水/海洋大气干湿交替环境,研究了四种典型牺牲阳极的工作电位变化规律、电流变化规律、溶解产物形貌及产物成分.结果表明:在干湿交替环境中,四种牺牲阳极的性能由好至差依次为Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn阳极、Al-Zn-In-Mg Ti阳极、Al-Zn-In-Cd阳极、Zn-Al-Cd阳极,合适成分的Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn阳极是用于干湿交替环境下较为理想的阳极材料.

关键词: 牺牲阳极 , 干湿交替 , 防腐蚀 , 评价

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