基于激光电子散斑干涉技术(ESPI),对涂层失效过程的电子散斑干涉技术检测平台进行设计搭建,在不破坏涂层前提下,观察到浸泡失效过程中涂层的原位、实时和动态干涉条纹,并对其进行优化处理.将原位、实时观察到的条纹与零时刻条纹图像相减后进行计算机二值化处理,得到反映涂层失效信息的原位、实时及动态图像.针对环氧色漆/碳钢涂装体系,证实了电子散斑干涉技术分析的有效性,并根据其检测图像的变化,将环氧涂层的浸泡过程分为三阶段:初期没有斑点,涂层完好;中期出现模糊的斑点,涂层防护作用下降;后期出现清晰的黑色大斑点,涂层丧失防护能力.实现了涂层/金属界面失黏、膜下金属腐蚀微观发展过程原位、实时和动态的无损检测

采用电化学阻抗谱(EIS)技术,研究了环氧重防腐涂层在不同温度海水中的腐蚀电化学行为.结果表明,随着海水温度的升高,涂层体系的涂层电容值的升高和涂层电阻值的降低均加快,说明海水温度的升高,加速了涂层防护性能的下降,加快了基体金属的腐蚀.浸泡初期,在不同温度的海水中,水在涂层中的扩散均符合Fick扩散第二定律,扩散活化能为49.7kJ·mol-1.随着海水温度的升高,涂层中水的扩散系数增大,涂层吸水达到饱和的时间缩短,但饱和吸水量变化不大

以钢为基体,利用大气等离子喷涂技术制备了4种B4C涂层(纯B4C涂层和成分分布指数分别为p=0.2,1,2的B4C/Cu梯度涂层).对这几种涂层的形貌进行了观察;对B4C/Cu梯度涂层的残余热应力进行了分析:对纯B4C涂层和B4C/Cu梯度涂层进行了X射线电子束热冲击测试.结果表明,p=1的B4C/Cu梯度涂层具有最好的抗热震性.最后对B4C涂层的化学溅射性能进行了测试

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm-2,腐蚀速度0.869mm·a-1

在循环水和除盐水中进行了冷却塔酚醛环氧涂层和环氧煤焦沥青涂层试块的热水加速老化试验,测量了涂层试块在老化过程中的吸水率并观察了其形貌变化.通过分析涂层试块吸水率随吸水时间和老化时间的变化规律,研究了循环水冷却塔防腐涂层使用寿命的评价方法.发现根据冷却塔涂层试块老化过程中的吸水率-老化时间曲线拐点可推算出涂层在试验温度下的使用寿命,然后再根据范特霍夫(Vant Hoff)规则可推算出涂层在实际运行工况下的使用寿命

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO2相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10-2mm3,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145·xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为.研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行.涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因

通过表面机械研磨处理在LY12CZ铝合金表面制备表面纳米化(SNC)过渡层,再采用微弧氧化(MAO)技术对纳米晶过渡层进行微结构重构,设计制备出纳米化-微弧氧化(SNC-MAO)复合涂层,并对比研究了铝合金表面微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层的摩擦学行为.与微弧氧化涂层相比,纳米化-微弧氧化复合涂层因硬度较高而具有较好的耐磨性.微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层与GCr15钢球对磨时具有相同的磨损机理,为对磨钢球向涂层的材料转移和氧化磨损

基于锈蚀碳钢表面,针对一种多功能型的酸性水性低表面处理涂料中主要防锈组分和配制工艺对涂料和涂层性能的影响进行研究,考察涂层的防护性能,并与同类进口涂层进行对比.结果表明:在基材表面处理等级为St1时,涂层附着力随着防锈组分含量的增加均呈现先上升再下降的趋势,螯合剂所含活性基团稳定了基材表面锈蚀,带来涂层附着性能的提高.复合锈转化剂将基材表面锈蚀络合转化,进一步提高涂层附着力.最佳配制工艺为后加复合锈转化剂与低速搅拌相结合.所得涂层在基材表面处理等级分别为St1和St3时附着性能无明显差异,附着力达5 MPa.涂层耐蚀性能也无明显差异:耐盐水1200 h,耐盐雾1000 h,耐紫外老化2000 h,远高于进口同类水性带锈底漆,适合应用于大气环境中复杂钢铁构件的维护