铝基复合防滑涂层制备及性能研究

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nufjin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以海洋环境下大型船舶甲板防滑涂层为研究背景,根据防滑涂层的防滑、耐磨、耐蚀等服役特点,充分利用铝基涂层耐蚀性强的特点,采用超音速电弧喷涂制备了元素Ti、Ni和六钛酸钾晶须增强的铝基复合防滑涂层。通过调整元素和六钛酸钾晶须的成分比例,对各组涂层进行表征,分析了各组涂层的微观组织和物相成分,检测了涂层显微硬度、结合强度等力学性能,重点研究了涂层的防滑性能和耐磨性等摩擦学行为,模拟了海洋气候下涂层因昼夜温差变化带来的影响,测试了涂层的抗热震性能和耐腐蚀性能。通过粉芯丝材制备了纯Al涂层、元素和晶须含量为10%、20%、30%三种梯度的Al-Ti涂层、Al-Ni涂层和Al-晶须涂层。通过扫描电镜(SEM)观察发现,各涂层表面呈现扁平状形貌向四周铺展,纯Al涂层截面形貌呈现整体块状结构,Al-Ti涂层截面形貌为层状结构,Ti含量越高,层状结构越明显。Al-Ni涂层截面层与层之间成分复杂交错,随Ni含量变化明暗程度成梯度变化,Ni含量越高颜色越亮。Al-30%晶须涂层截面中六钛酸钾晶可以被观察到,在涂层中有明显团聚现象。通过X射线衍射分析(XRD)及拉伸试验、显微硬度等检测分析,研究了涂层物相组成与力学性能的关系。试验结果发现,纯Al涂层的物相主要是Al,Al-Ti涂层的主要物相为Al和Al3Ti等,Al-Ni涂层的主要物相为Al,A1.1Ni0.9和Al0.42Ni0.53,Ti、Ni元素加入生成的金属间化合物等硬质相使涂层的显微硬度大幅提高,结合强度也略有上升,Al-Ti涂层的结合强度能达到40Mpa以上。六钛酸钾晶须的加入对涂层的显微硬度影响较小,结合强度随六钛酸钾晶须含量上升而略有下降。各涂层孔隙率均在3%以下,纯Al涂层的孔隙率最低,加入元素Ti、Ni和六钛酸钾晶须使涂层孔隙率上升。利用摩擦磨损试验,结合涂层磨损前后形貌观察,研究了涂层摩擦因数变化规律及不同状态下涂层的耐磨性能,并分析了涂层磨损失效机制。结果表明,在干摩擦下,Ti和Ni元素的添加能够提高涂层的摩擦因数且随含量的增加而增加,Al-Ti涂层略高于Al-Ni涂层,Al-30%Ti涂层摩擦因数最高能达到0.86,达到指标要求。Al-晶须涂层与纯Al涂层干摩擦因数相近。在湿摩擦状态下,涂层的摩擦因数较干摩擦略有下降。Al-Ti和Al-Ni涂层的磨损质量均低于纯Al涂层,元素添加提高了涂层耐磨性。Al-晶须涂层磨损质量与纯Al磨损量相差不大,但随着六钛酸钾晶须含量增加而增高。干磨损下各涂层的磨损机制主要以磨粒磨损和粘着磨损为主,Al-30%Ti涂层在腐蚀介质下,腐蚀和磨损交互作用,涂层表面出现疲劳裂纹,表面疲劳磨损和腐蚀磨损加重。涂层在600℃下热震循环试验下均未出现明显裂纹和破坏现象,具有较好的抗热震能力。纯Al涂层的抗热震性能较好,抗热震次数达到331次,Al-Ti涂层中抗热震次数最低的为Al-30%Ti涂层,其抗热震次数为232次,Al-30%Ni抗热震次数为240次,六钛酸钾晶须添加量为30%抗热震次数为252次。元素和六钛酸钾晶须的加入反而使涂层的抗热震性能下降。动电位极化曲线表明,纯Al涂层的腐蚀电流最小,耐蚀性最好,Al-Ti涂层、Al-Ni涂层和Al-晶须涂层各组内腐蚀电流变化较小,Al-晶须涂层相比其余各组耐蚀性下降明显。元素和六钛酸钾晶须加入后,涂层腐蚀电流升高,耐蚀性下降。各涂层经中性盐雾试验2000h后无明显红锈产生,涂层均没有肿胀开裂情况,说明铝基涂层的耐蚀性良好,铝基涂层能够抵御海洋腐蚀环境的侵蚀,满足MIL-PRF-24667标准的指标要求。
其他文献
光催化氧化技术作为一种绿色环保、高效便捷的新型科学技术手段,可以用于处理污水中有毒有害且难降解污染物,引起了众多研究者的关注。中空微纳米材料由于其内部具有大量的孔隙结构,能够提供更多的内层空间,因而具备更大的比表面积和更小的骨架密度,而引起越来越多的人研究其在光催化领域的应用。Cu_2O具有制备成本较为低廉,无毒无害,且形貌可控等特点,将其作为牺牲模板,可以有效控制目标产物的形貌,同时利用氨水或酸
自主导航与制导技术作为行星探索任务的关键,直接影响了着陆器精确着陆及行星车进行实地科学考察的实施效果。随着深空探测任务的深入,传统自主导航方式已无法满足行星着陆任
奶牛隐性乳房炎因其发病率高、危害大、防治难、治疗费用高等特点,给奶牛养殖业带来具大的经济损失。博落回提取物(Macleaya cordata extract,MCE)因其有抗炎、抗菌、抗氧化
我国是一个多民族大国,各个民族都有不同的民俗活动形式,婚俗就是表现民族文化的途径之一。《诗经》文学中,详细解释了古代社会中对于婚俗文化的重要性,其中“昏礼者,礼之本
目的:重症肌无力(myasthenia gravis,MG)是一种由抗体介导神经肌肉接头传递障碍引发肌无力的自身免疫疾病。全身型MG(generalized MG,GMG)可能会发展为难治性MG,部分患者可出现呼吸肌无力导致死亡。硫唑嘌呤(azathioprine,AZA)和环孢素A(cyclosporine A,CyA)均为可用于GMG的免疫抑制剂,但在临床应用的具体选择尚无定论。本研究通过比较
随着人们对环境污染与能源短缺问题的高度关注,氢能作为一种清洁环保能源,已成为当下研究的重要方向之一。聚合物电解质膜燃料电池是新一代的燃料电池,它是利用氢能的高效能
合成染料在我国被大量的生产和使用,它们被广泛用作塑料、羊毛、纺织、陶瓷、皮革、化妆品、纸张、玻璃、油墨、制药和食品的着色剂等。在生产和使用合成染料的过程中产生大
SBS改性沥青是目前在沥青路面施工中应用最广泛的一种聚合物改性沥青,其微观结构由富沥青质的沥青相和富聚合物的SBS相组成,两相结构的不相容性致使SBS改性沥青在存储、运输过程中容易发生相分离,即离析。尤其是在拌合站存储时间较长、温度较高的情况下,离析诱使SBS改性沥青的使用性能迅速衰减,严重影响了SBS改性沥青路面的耐久性。目前,大多数的研究多关注SBS改性沥青的热稳定性,忽略了存储时效性及微观相
1970年代后期,出现了新型聚合物,即有机导电聚合物(OCP),由于其独特的热,电和光学特性以及其广泛的应用,吸引了许多材料科学家,物理学家和化学家的研究人员对其进行深入研究
近年来,随着我国道路工程建设的迅速发展,交通量和交通荷载逐年增加,对公路路面材料的性能要求越来越高。高黏沥青由于其优异的路用性能,在高速公路、桥面铺装及一些特殊工程中的应用越来越广泛,但目前国内市场上的高黏沥青大多存在以下问题:首先,市场上的高黏沥青存储稳定性不佳(部分高黏沥青的离析指标软化点差可达数十度);其次,目前市场上的高黏沥青改性剂为高分子聚合物,分子量大、不易溶于基质沥青中,以传统的改性