环境温度和氧化程度对船用金属表面疏水性的影响

为保证船舶在北极航道安全稳定地航行,寻找更便捷环保的船舶材料防冰覆方法极为重要.本文针对船舶常用金属——黄铜和6061铝合金进行实验,通过测量不同温度下两种金属的表面接触角,分析接触角与表面能关系以及露点温度的影响,探究其疏水性能随温度的变化趋势和机理.结果表明,黄铜和6061铝合金的疏水性能均随温度的降低而减小,随表面被氧化程度的增加而增强,其中,铝合金的变化趋势较黄铜稳定.     

镁合金在大气环境中的电偶腐蚀

研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27个月的大气腐蚀行为及规律. 结果表明,镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料偶接后显著提升. 其中,与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大,而与LY12铝合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小. 青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的试样. 不同镁合金的大气电偶腐蚀效应γ之间存在的基本关系为AZ91D最大,AM50最小.     

植酸自组装膜对Q235钢在氯化钠溶液中的缓蚀作用

从植物中提取的植酸作金属缓蚀剂对环境保护具有重要意义.采用失重法、扫描电子显微镜和X射线能谱研究了植酸对Q235钢在NaCl溶液中的缓蚀行为以及影响因素.失重实验结果表明,不同pH值植酸对Q235钢的缓蚀效果明显不同,在酸性条件下植酸加速Q235钢的腐蚀,在中性及碱性条件下,植酸对Q235钢的腐蚀具有明显的抑制作用.中性或碱性条件下,NaCl溶液中植酸对Q235钢缓蚀效率随植酸浓度的增加而增加,植酸浓度达0.5%以上时,缓蚀效率高达90%以上.扫描电镜结果表明,植酸处理后的Q235钢表面生成膜在不同pH下明显不同,碱性条件下的生成膜明显好于酸性条件下的生成膜.     

工业海洋大气环境下阳极氧化6061铝合金的电偶腐蚀行为

在青岛典型的工业海洋大气环境下,进行硼硫酸阳极氧化6061铝合金与不同表面状态的30CrMnSiNi2A结构钢偶接件的户外大气暴露试验,通过电化学测试、腐蚀产物分析、力学性能检测、断口分析等,研究了偶接件中阳极氧化6061铝合金的腐蚀规律与机理.结果表明:经1a户外大气暴露试验后,与镀镉钛结构钢偶接的6061阳极氧化铝合金力学性能最优,其强度σb和延伸率δ分别比原始试样下降6.45％和4.39％,远优于与结构钢裸材偶接的阳极氧化6061铝合金试样(分别下降10％和62.28％),略优于未偶接试样(分别下降6.77％和10.74％).沿晶腐蚀和表面点蚀是导致阳极氧化6061铝合金力学性能下降的主要原因,最严重的沿晶腐蚀裂纹深度达150μm.青岛大气中的硫化物不仅会侵蚀试样表面形成硫酸铝,还会浸入到晶界促进沿晶腐蚀.     

国产结构用铝合金高温力学性能试验研究

为了研究铝合金材料在高温下的力学性能,完成了国产结构用铝合金6082-T6、6N01-T6、6061-T4和6061-T6的高温下恒温加载试验.试验测得了4种牌号铝合金在不同温度下(20~300℃)的力学性能,包括名义屈服强度、极限强度和延伸率等力学性能指标.然而在试验中发现高温下材料应变难以准确测量,因此未能获得各牌号铝合金高温下的弹性模量.将试验数据进行拟合,得到了4种牌号铝合金力学性能指标高温折减系数的计算式,为铝合金结构的抗火性能研究打下基础.此外,还将所得到的折减系数计算式与欧洲规范和美国规范中的建议值进行对比,结果表明规范建议值均偏安全,其中美国规范最为保守.     

H68黄铜钎焊Q235钢规范参数的选择

利用钎焊的基本原理，以H68黄铜作为钎料，在加热炉中实现Q235钢与Q235钢的连接，且对不同规范参数下得到的钎焊接头进行了性能测试，找出了用黄铜作钎料，Q235钢钎焊接头综合性能最佳的工艺参数是：钎焊温度为940～950℃；钎焊时间为5～6min；钎焊间隙为0．07～0．09mm。从而为黄铜作钎料进行低碳钢焊接的钎焊工艺提供了依据。     

国产结构用铝合金低温力学性能试验研究

为弥补目前国内外对结构用铝合金低温力学性能试验研究的不足,完成了国产结构用铝合金6082-T6、6N01-T6、6061-T6和6061-T4的低温恒温加载试验.试验测得4种牌号铝合金在-120～20℃下的抗拉极限强度、名义屈服强度、延伸率和断面收缩率等力学性能指标.试验结果表明,低温下铝合金会出现加工硬化现象,其抗拉极限强度和名义屈服强度均有所增加,但断后延伸率以及断面收缩率的变化规律不明显.通过试验数据拟合,得到4种牌号铝合金力学性能指标的低温提高系数的计算式.最后,将提高系数计算式与美国规范建议值进行比较,结果表明美国规范较为保守.     

微乳化甲醇柴油金属腐蚀性研究

本文研究了微乳化甲醇柴油对黄铜、紫铜、45号钢、Q235、铝合金的腐蚀特性。并自制出缓蚀剂YGY,缓蚀剂对微乳化甲醇柴油的腐蚀油明显抑制所用。     

超滑表面防冰与疏冰机理研究

为解决高湿度条件下超疏水表面防冰失效问题,提出了一种新型多孔超滑表面。基于自组装技术,提出新型超滑表面(HPO-SLIP)涂层表面制备方法,即通过构建超疏水粗糙多孔基底进而涂覆润滑油制备获得超滑表面,并对其润湿特性和微观形貌进行表征,最后对其防冰与疏冰特性进行实验研究。实验结果表明:与超疏水表面相比,超滑表面冷凝液滴孤立冻结,无"冰桥"扩展,结冰扩散速度慢;超滑表面与冷凝冻结液滴接触属于固-油-固接触模型,油膜动态迁移分布影响成核结冰;对于疏冰特性,超滑表面冰黏附剪切强度比亲水表面低一个数量级。综合分析发现,与亲水表面、超疏水纳米草表面、超疏水微纳复合表面相比,超滑表面具有最优的防冰传播特性与疏冰性能,可以有效减少冰积累量。     

25Cr5MoA/Q235钢复合板的结合性能

将25Cr5MoA/Q235钢板复合板坯加热到800～1 100 ℃,经保温后轧制1道次,压下量为50%～70%,制成25Cr5MoA/Q235钢热轧复合板试样. 用材料力学性能试验机测试复合板试样复合界面的剪切强度,用光学显微镜和扫描电镜观察界面的组织. 结果表明:当轧制温度在900～1 000 ℃时,有利于25Cr5MoA/Q235钢的复合;道次压下量对25Cr5MoA/Q235钢复合板界面结合强度影响非常大,道次压下量大,有利于形成更多洁净、活化的新生表面,并且可以细化晶粒,提高复合板的结合强度;金属组织中晶粒的梯度变化,有利于提高双金属复合材料的结合强度.     

金属零件表面波纹度的测试研究

用非接触式传感器,对圆柱形金属零件进行实时测定。提出一种测试模型,並对数据处理作了解析,为波纹度误差的测量提供了一个新的方法。     

重晶石对金属表面冲蚀作用研究

采用高速旋转冲蚀的方法评价了重晶石对金属表面的冲蚀效果,考查了剪切速度、剪切时间以及加重剂含量对冲蚀速率的影响规律。利用粒度分析仪、扫描电镜以及表面形貌仪研究了重晶石对金属表面的冲蚀作用机理。研究发现,冲蚀速率受冲蚀流速、作用时间、重晶石粒径大小及其含量的影响明显,冲蚀时间越短、流速越大、重晶石粒径越大、重晶石含量越高,冲蚀速率越高。     

HPDM直接制造金属零件的表面光整技术

将低成本等离子弧作热源增材堆积,辅以数控铣削减材,开发等离子熔积与铣削复合制造工艺(hybrid plasma deposition and milling,HPDM)直接制造金属零件.对HPDM工艺中表面粗糙度影响较大的齿进给量和切削速度两个重要因素进行了研究.结果表明:为提高表面精度,可以适当减小齿进给量,同时配以较高的切削速度.在研究分析铣削工艺参数对表面粗糙度的影响之后,获得合理的工艺条件,运用该条件试制出了传统加工难以制造的带阴影干涉的扭转体金属零件叶片,证明了利用HPDM工艺可以改善原型内外表面质量.     

医用金属材料表面仿生处理研究进展

医用金属材料,具有较高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的材料之一.研究发现,其植入体内后可能释放出的毒性元素(如V、Cu、N i、Co、A l、Zn等)会使细胞出现炎性反应或坏死,导致种植体失效,且只能和生物体骨整合而不能形成牢固的化学键合[1-2].脊椎动物骨和牙齿的无机     

金属微结构双疏表面的摩擦特性研究

通过激光加工在锡青铜(ZQSn6.50.1)和轴承钢(GCr15)表面制备了微结构阵列,并进行低表面能处理,得到了2种金属双疏(疏水/疏油)表面.对制备的试样进行摩擦学性能实验研究,分别考察2种试样表面不同微结构形状、载荷及摩擦速度对其摩擦学性能的影响.结果表明:在相同润滑条件下,锡青铜和轴承钢双疏表面摩擦系数均比各自光滑试样表面低,最低分别为0.037和0.026;2种金属双疏表面具有圆形微凹坑阵列结构时,具有最优的减阻效果;载荷对试件摩擦系数的影响因材料特性不同而不同;随着速度的增加,不同图案密度微结构表面摩擦系数均呈现先减小后增大趋势,符合Stribeck曲线特性.     

聚噻吩衍生物的结构和在金属表面取向的NEXAFS研究

采用电化学方法将噻吩衍生物[3-(2-甲氧基苯)噻吩和3-溴代噻吩]聚合沉积到Pt片上,利用同步辐射光源采集聚噻吩衍生物中C的近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱,以特征吸收峰强度对光的入射角度的依赖性为判据,实验证明了聚噻吩衍生物分子在金属表面的分子取向.由于噻吩环上取代基团电负性的差异,分子在衬底表面的取向有所不同:聚3-(2-甲氧基苯)噻吩无序的堆积在Pt表面,聚3-溴代噻吩倾斜于金属Pt表面.     

Electrically driven directional motion of a four-wheeled molecule on a metal surface

Propelling single molecules in a controlled manner along an unmodified surface remains extremely challenging because it requires molecules that can use light, chemical or electrical energy to modulate their interaction with the surface in a way that generates motion. Nature's motor proteins have mastered the art of converting conformational changes into directed motion, and have inspired the design of artificial systems such as DNA walkers and light- and redox-driven molecular motors. But although controlled movement of single molecules along a surface has been reported, the molecules in these examples act as passive elements that either diffuse along a preferential direction with equal probability for forward and backward movement or are dragged by an STM tip. Here we present a molecule with four functional units--our previously reported rotary motors--that undergo continuous and defined conformational changes upon sequential electronic and vibrational excitation. Scanning tunnelling microscopy confirms that activation of the conformational changes of the rotors through inelastic electron tunnelling propels the molecule unidirectionally across a Cu(111) surface. The system can be adapted to follow either linear or random surface trajectories or to remain stationary, by tuning the chirality of the individual motor units. Our design provides a starting point for the exploration of more sophisticated molecular mechanical systems with directionally controlled motion.     

金属基体表面热熔敷玻璃涂层耐蚀性研究

利用斑点试验、点蚀试验、电化学测试及扫描电镜等方法 ,研究了熔敷温度、保温时间和稀土添加量等工艺参数对热熔敷法制备的玻璃涂层耐蚀性的影响 ,探讨了添加稀土提高玻璃涂层耐蚀性的机理。试验结果表明 ,采用热熔敷法制备的玻璃涂层有较好的耐蚀性。随着熔敷温度的提高和保温时间的延长 ,形成了一定量的晶相后会降低涂层的耐蚀性。试验结果表明 ,熔敷温度为 70 0℃、保温 5min后能够得到耐蚀性良好的玻璃涂层。添加稀土提高了釉料的软化温度和熔融釉料的粘度 ,阻止了结晶形核和晶核长大 ,减少了晶相 ,同时提高了涂层的电极电位 ,使涂层耐蚀性显著提高。当稀土含量为 2 %时 ,涂层的耐蚀性较好。     

金属基体表面热熔敷玻璃涂层耐蚀性研究

利用斑点试验、点蚀试验、电化学测试及扫描电镜等方法，研究了熔敷温度、保温时间和稀土添加量等工艺参数对热熔敷法制备的玻璃涂层耐蚀性的影响，探讨了添加稀土提高玻璃涂层耐蚀性的机理。试验结果表明，采用热熔敷法制备的玻璃涂层有较好的耐蚀性。随着熔敷温度的提高和保温时间的延长，形成了一定量的晶相后会降低涂层的耐蚀性。试验结果表明，熔敷温度为700℃、保温5min后能够得到耐蚀性良好的玻璃涂层。添加稀土提高了釉料的软化温度和熔融釉料的粘度，阻止了结晶形核和晶核长大，减少了晶相，同时提高了涂层的电极电位，使涂层耐蚀性显著提高。当稀土含量为2％时，涂层的耐蚀性较好。