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冷喷涂制备防腐涂层研究现状

时间:2017-08-03 15:55:51  来源:表面技术  作者:卢静,王光华,黄乐之,刘东华,闵小

    海水是天然的电解质,大海中的钢铁制品如桥梁、轮船、码头、石油平台等会慢慢地发生电化学腐蚀,给国家带来不可逆转的损失,因此高性能的金属防腐涂层一直是国内外海洋材料研究的热点。目前常用的金属防腐涂层多采用传统热喷涂技术,如电弧、爆炸、超音速火焰、等离子喷涂等。在制备金属或合金防腐涂层时,粉末颗粒或丝材在喷涂过程中的熔化或者半熔化状态,导致涂层在一定程度上发生氧化、分解、相变、晶粒长大等现象,使得涂层的使用寿命降低。因此,人们迫切希望找到一种新的喷涂工艺制备金属防腐涂层,从而解决钢铁材料或设备的长效防腐问题。

    冷喷涂技术亦称为冷气体动力喷涂(ColdGasDynamicSpray),是近年来得到迅速发展的新型喷涂技术,它是以压缩气体(氮气、氦气、空气等)作为加速气流,带动粉末颗粒(粒径1~50μm)以低温(室温至600℃)、超音速(300~1200m/s)和完全固态下碰撞基板,使颗粒发生强烈的塑性变形而沉积形成涂层。近些年,国内外专家学者对采用冷喷涂技术制备的各类涂层,包括金属涂层、复合涂层以及非金属涂层等进行了大量的基础研究,其中涂层防腐性能是其研究的重点之一[12]。针对前人对冷喷涂防腐涂层工艺参数、涂层孔隙率、组织结构、电化学性质(自腐蚀电位、腐蚀电流等)以及特定应用环境下的腐蚀试验等研究,本文分类和总结了运用冷喷涂技术制备各类防腐涂层的研究现状。

展望

    目前,除了采用塑性较好的AlZnCuNi等金属及其合金粉末制备防腐涂层外,采用各类非晶粉末制备非晶防腐耐磨涂层是一个非常好的发展方向,但大部分金属及其复合防腐涂层均停留在实验室阶段,原因是这些涂层存在一些关键问题亟待解决:1)制备的防腐涂层存在较差的耐磨损、耐冲击等性能;2)采用有限的检测手段无法说明涂层在复杂环境下的腐蚀情况;3)金属粉末的制备工艺限制了涂层大范围推广。相对于金属涂层,非金属涂层有向工业应用的趋势,随着冷喷涂技术的不断改进,相信未来喷涂聚乙烯、环氧树脂等高分子聚合物涂层的成功率会进一步提高。

    冷喷涂防腐技术在国外诸多行业已有应用,国内大多处在实验室阶段。但是相信随着研究的不断深入,各种新型的冷喷涂防腐涂层会应运而生,海工装备、公共设施、石油化工、公共设施、机械设备等众多应用范围会越来越广,应用前景十分广阔。

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