2017年, 第46卷, 第10期　
刊出日期：2017-10-20

  

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  有机硅防污涂料的研究进展

  巴淼, 张占平, 齐育红

  表面技术. 2017, 46(10): 1-8. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.001

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  随着海洋环保意识的提高，环境友好型防污涂料应运而生。有机硅防污涂料利用物理手段抑制生物污损，不对海洋环境造成污染，目前得到了广泛的开发和使用。然而有机硅材料自身的结构特点，导致有机硅防污涂料存在很多缺陷，需要对其进行改善。介绍了聚合物改性有机硅涂料、微纳米粉体改性有机硅涂料以及有机硅仿生复合防污涂料体系的研究进展，指出氟硅改性有机硅在保证有机硅涂料低表面能特性的同时，可提升涂料的机械性能。聚氨酯改性有机硅和丙烯酸改性有机硅，利用聚氨酯和丙烯酸树脂对基材优异的附着力，从而提升有机硅防污涂料与基材的附着力。微纳米粉体改性有机硅，最重要的特点是可以与树脂改性同时进行，从而实现双效防污的效果。应对仿生技术的发展，构建有机硅仿生复合防污涂料，通过模拟海洋生物的生物特性，实现长效持久的防污效果。最后提出未来有机硅防污涂料将向着多重改性、复合防污的方向发展。
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  硬段含量对TDI-BDO-PPG水性聚氨酯涂层穴蚀性能的影响

  冯建东, 齐育红, 杨帆, 张占平, 奚江涛

  表面技术. 2017, 46(10): 9-14. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.002

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  目的 研究硬段含量对TDI-BDO-PPG水性聚氨酯（主要以TDI作硬段、BDO作扩链剂，PPG作软段的水性聚氨酯系列）在海水中穴蚀性能的影响。方法 制备不同硬段含量的TDI-BDO-PPG水性聚氨酯，用超声波气蚀试验机对其进行穴蚀模拟试验。利用傅里叶红外光谱仪、拉伸试验机、激光共聚焦显微镜等设备，研究聚氨酯的结构特征峰、试样的拉伸性能及100%定伸永久变形率和试样穴蚀前后的表面形貌。结果 涂有TDI-BDO-PPG水性聚氨酯的普通碳钢较其本身有更好的耐穴蚀性能。随着硬段含量从27%到50%逐渐增加，与氢键相关的振动峰明显增强，试样的伸长率降低，拉伸强度增加，100%定伸永久变形率增加，耐穴蚀时间逐渐缩短。试样耐穴蚀时间与硬段含量之间并非呈线性关系，而是当硬段含量在30%左右时才会表现出更好的耐穴蚀性能。穴蚀后，硬段含量为50%的涂层表面出现大范围细小均匀裂纹，硬段含量为35%的涂层表面局部出现少量大裂纹。结论 硬段含量对TDI-BDO-PPG水性聚氨酯在海水中的穴蚀性能有显著影响。当硬段含量在较低范围内时，TDI-BDO-PPG水性聚氨酯表现出优异的拉伸性能、弹性性能及耐穴蚀性能。其中，硬段含量为30%的水性聚氨酯涂层的耐穴蚀性能最佳。
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  低表面能改性聚丙烯酸酯的合成及防污性能研究

  沈宇新, 刘志强, 王新波, 宋岩

  表面技术. 2017, 46(10): 15-21. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.003

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  目的 制备环境友好型的海洋防污涂料，即低表面能海洋防污涂料。方法 以含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯（FMA）和含硅单体γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（KH570）为改性单体，以甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）和丙烯酸丁酯（BA）为主要单体，通过自由基共聚合制得氟硅改性的聚丙烯酸酯树脂层，采用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法，分别对改性聚丙烯酸酯树脂的化学结构和热性能进行了分析表征。通过对改性聚丙烯酸酯树脂涂层的扫描电子电镜（SEM）分析、接触角测试、表面能计算、附着力测试、耐酸碱测试，防污性能测试等，探讨了FMA和KH570含量对树脂涂层性能的影响。结果 当FMA、KH570的含量分别为15%、10%时，树脂涂层的接触角达到112.0°，表面能低至18.425 mJ/m2，附着力达到1级，具有良好的防污性能。结论 氟单体和硅单体单独参与共聚改性均具有降低聚丙烯酸酯树脂表面能的作用，而氟单体和硅单体共同改性聚丙烯酸酯对树脂涂层表面能的降低更显著，可作为一种很有潜力的海洋低表面能防污涂料。
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  风电系统散热器用0359铝合金的盐雾腐蚀行为

  申园园, 陈朝轶, 李军旗, 付慧, 杨夏琼

  表面技术. 2017, 46(10): 22-28. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.004

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  目的 研究0359铝合金的腐蚀行为，对其腐蚀使用寿命进行预测。方法 采用盐雾实验模拟海洋大气环境，对腐蚀试样进行SEM、EDS、腐蚀深度、腐蚀失重、极化曲线和阻抗分析。结果 0359铝合金在盐雾腐蚀实验的条件下，腐蚀产物主要含O、Al、Si。随腐蚀时间延长，腐蚀点增多，腐蚀产物增多，且部分溶解脱落，腐蚀失重增加，腐蚀坑增大、加深。腐蚀时间由8 h逐渐增加至72 h，自腐蚀电位由?852.859 mV负移至?966.046 mV，腐蚀电流密度由0.346 μA/cm2增大至3.971 μA/cm2，腐蚀阻抗降低，腐蚀速率增加。腐蚀96 h时，自腐蚀电位正移，腐蚀电流密度减小，腐蚀阻抗增加，腐蚀速率降低。0359铝合金腐蚀失重-时间拟合曲线为y1=0.1927t0.6997，LC4铝合金在万宁地区户外暴露10年的腐蚀拟合失重为3.2629 g/m2，此时，0359铝合金户外腐蚀10年的当量腐蚀深度为43.80 μm，为翘片厚度的17.52%。结论 0359铝合金腐蚀形貌表现为点蚀，Al发生了吸氧腐蚀。腐蚀初期，0359铝合金表面的钝化膜阻碍了腐蚀，随腐蚀时间增加，钝化膜逐渐被破坏，腐蚀速率增加；腐蚀后期，大量腐蚀产物覆盖，阻碍了O、Cl?与铝合金的接触，降低了腐蚀速率。0359铝合金表面钝化膜和腐蚀产物具有减缓腐蚀的作用，且0359铝合金满足10年以上使用寿命。
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  稀土Ce对7A04铝合金耐腐蚀性能的影响

  李涛, 曹阁, 刘毅, 赵慧颖

  表面技术. 2017, 46(10): 29-34. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.005

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  目的 提高7A04铝合金的耐腐蚀性能。方法 采用周期浸润腐蚀试验模拟海洋大气环境，研究了不同稀土Ce含量的7A04铝合金的腐蚀行为及规律。通过金相显微镜和扫描电子显微镜，观察了不同试样的组织和夹杂物形貌。采用失重法和电化学阻抗技术，分析了试样的腐蚀动力学规律及电化学行为特性。结果 在Ce质量分数分别为0%、0.39%和0.81%的7A04铝合金中，稀土Ce的加入量为0.39%时，其晶粒最细小，第二相与夹杂最少且分布最均匀，合金的基体组织得到了改善。稀土7A04铝合金的腐蚀失重明显低于不含稀土Ce的7A04铝合金，且锈层电阻升高，其中含0.39%稀土Ce的7A04铝合金的锈层电阻最高。结论 三种7A04铝合金均发生了明显的局部腐蚀，主要为点蚀。稀土Ce的加入，改变了非稀土铝合金中的T相和S相，生成了新的细小的块状金属间化合物，改善了组织的均匀性，提高了其腐蚀锈层电阻，增加了锈层对基体的保护能力，使铝合金耐海洋大气腐蚀性能提高。在三种稀土Ce含量的铝合金中，含0.39%稀土Ce的7A04铝合金的耐蚀性最佳。
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  超高分子量聚乙烯/石墨烯复合涂层制备及其在海洋装备防护中的应用

  孟培媛, 孙琳琳

  表面技术. 2017, 46(10): 35-41. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.006

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  目的 采用热喷涂技术制备涂层，通过材料选择和结构设计，有效延缓海水对金属基底的腐蚀和冲蚀，并抑制海洋材料表面生物污损等对海洋材料的严重破坏。方法 采用高能球磨法制备了聚乙烯-石墨烯（UHMWPE-graphene）复合粉末，用火焰喷涂技术在E235B碳钢基底表面制备UHMWPE和UHMWPE-graphene复合涂层。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对原始粉末和涂层微观组织进行表征，并通过摩擦磨损实验、电化学测试、生物污损检测，分别评价涂层耐海水冲刷性能、耐腐蚀性能以及抗生物污损特性。结果 相对于碳钢和UHMWPE涂层，UHMWPE-graphene复合涂层的腐蚀电位提高和腐蚀电流减小，预示着样品的耐腐蚀特性增强。由于UHMWPE-graphene复合涂层呈现疏水性以及更低的表面能，使其表现出优异的抵抗海藻贴附的能力。添加石墨烯的复合涂层的摩擦系数和磨损率比纯UHMWPE涂层均有一定程度的降低。添加石墨烯质量分数为0.5%时，涂层的摩擦系数由0.236降低到0.195，且磨损率下降了约26%。结论 利用火焰热喷涂技术在碳钢表面成功制备了组织致密的UHMWPE涂层、UHMWPE-0.2%graphene和UHMWPE-0.5%graphene复合涂层。石墨烯的添加，能够有效提高涂层在模拟海洋环境中的耐蚀性、抗生物污损性及耐磨性。
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  石墨烯水性复合防腐涂料的研究进展

  张艳, 戴雷, 黄友元, 袁国辉

  表面技术. 2017, 46(10): 42-49. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.007

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  石墨烯复合防腐涂料因兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速的导电性、突出的力学性能和聚合物树脂的强附着力、良好成膜性等优点，受到越来越多涂料防护工作者的关注。然而，目前石墨烯复合防腐涂料的研究主要以溶剂型复合材料为主，环保性差。加快石墨烯在水性防腐涂料中的应用研究，开发低成本、高性能、绿色环保的新型石墨烯水性复合防腐涂料，成为未来石墨烯防腐蚀涂层材料的研究热点。对石墨烯在水性聚氨酯防腐涂料、水性环氧树脂防腐涂料、水性丙烯酸防腐涂料以及水性无机富锌涂料中的功能化应用进行介绍，将石墨烯添加到水性防腐涂料中可以增强涂层对基材的附着力，提升涂料的物理屏蔽性、耐磨性和防腐性，同时具有环保安全的特性，大大扩大了水性防腐涂料的应用范围。另外，对石墨烯水性复合防腐涂料功能化应用研究所面临的重点、难点进行了分类介绍，包括石墨烯选材、石墨烯与水性涂料的配套体系研究、石墨烯用量以及石墨烯在水性涂料中的分散性和相容性。
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  系泊缆用22MnCrNiMo钢表面纳米复合镀层的制备

  沈雁, 刘桂香, 王红星

  表面技术. 2017, 46(10): 50-59. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.008

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  目的 制备性能良好的Ni-SiC复合镀层，以提高海洋平台系泊缆用22MnCrNiMo钢的耐腐蚀性和寿命。方法 采用基于离心力的双脉冲电沉积技术，在海洋平台系泊缆用22MnCrNiMo钢表面制备Ni-SiC纳米复合镀层。通过扫描电子显微镜和光学显微镜对复合镀层的微观形貌、组织结构进行分析。利用静态浸泡腐蚀试验分析了镀层的耐腐蚀性能。结果 添加0.2 g/L的SDS时，纳米SiC悬浮液具有最佳悬浮性能。纳米SiC颗粒的质量浓度为2.0~4.0 g/L时，有利于获得优异的Ni-SiC镀层表面形貌。随着占空比的增加，复合镀层表面的晶粒尺寸逐渐减小，当占空比为50%时，可以获得最佳的Ni-SiC镀层形貌。当添加2.0 g/L的纳米SiC颗粒时，镀层的腐蚀质量损失最小，为2.867 mg/cm2；当占空比为50%时，镀层的腐蚀质量损失最小，为3.059 mg/cm2。结论 添加分散剂后，镀液中的纳米SiC颗粒沉降性能变好；添加纳米SiC颗粒后，镀层的耐腐蚀性能增强。纳米SiC颗粒的添加量和占空比的大小对复合镀层的组织结构和耐腐蚀性能有重要影响。
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  船体表面附着物清洗技术的研究及应用

  陈彦臻, 胡以怀

  表面技术. 2017, 46(10): 60-71. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.009

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  鉴于船体表面海洋附着物对船舶航行的重要影响，针对国内外船体清洗相关技术及应用进行了全面分析。详细介绍了目前船坞清洗和水下清洗所采用的各种方法，包括刮铲技术、喷砂技术、转刷技术、声场技术、高压和超高压水射流技术、磨料水射流技术、淹没型空化水射流技术，并对比了各技术的优缺点。刮铲技术不再是主要清洗方式，常作为辅助手段出现。喷砂操作简单，设备成本低廉，但对环境污染严重，危害工人健康。转刷适用于软质生物的清洗，而对搁板状生物难去除。磨料水射流和声场技术由于存在技术难点，仍需进一步研究。高压水射流清洗高效，但安全操作需要专业培训，且二次返锈问题严重。超高压成套清洗设备能很好地解决返锈问题和废水废渣的回收。但这些清洗技术普遍会对船舶的基底涂层产生破坏，由此强调了空化水射流低压时的强侵蚀作用和不会破坏软质涂层的技术特点，突出了水下清洗的优势和必要性。最后，总结了超高压大功率的船坞清洗特点，提出了以淹没型空化水射流技术为主，多种技术相结合的船体水下清洗成套设备的发展趋势，从而实现低能耗、无破坏、绿色环保的船体污损清洗。
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  Zn掺杂CdO薄膜的溅射法制备和光电性能研究

  刘少煜, 祝巍

  表面技术. 2017, 46(10): 72-75. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.010

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  目的 通过向CdO薄膜中掺杂ZnO，在尽量不影响其电学性质的前提下，拓宽禁带宽度并改善性能。方法 通过磁控射频溅射分别在玻璃基底和硅<111>基底上沉积了一系列Cd1-xZnxO透明导电薄膜。利用XRD、紫外可见分光光度计和霍尔效应测量仪，测试了薄膜的结构、光学和电学性能。结果 随着Zn掺杂含量的增加，薄膜结构会发生变化：x<0.25时，薄膜结果为岩盐相；0.25<0.5时，薄膜结构为混合相；x>0.5时，薄膜结构变成了纤锌矿相。掺杂Zn后，薄膜吸收边可以提升到3 eV左右，同时其电阻率为6.69×10-4 Ω?cm，载流子浓度为7.92×1020 cm-3，与纯CdO薄膜电学性质相近。结论 对CdO薄膜进行一定量的ZnO掺杂，可以在不影响其电学性质的前提下提高禁带宽度，从而使薄膜具有良好的光电性能。
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  磁控微粉砂轮固化工艺对砂轮磨削性能的影响

  郑喜贵, 龚胜, 尹韶辉, 叶冰

  表面技术. 2017, 46(10): 76-81. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.011

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  目的 研究砂轮在固化过程中，固化温度和固化时间对砂轮磨削性能的影响。方法 通过测试两种固化工艺制备的砂轮的抗压强度、硬度以及其加工硬质合金YG8的磨削比、表面粗糙度、加工非球面的形状精度随固化温度的变化，来评价固化温度对磁控微粉砂轮磨削性能的影响。结果 砂轮的磨削性能与其固化温度、时间有直接关系。磨削比随着固化保温时间的增长呈先增长后下降的趋势。固化温度决定砂轮固化速率和砂轮对过度固化的敏感程度，170 ℃固化能使砂轮在较短时间达到最佳磨削性能，但是固化时间超过8 h时，其性能会迅速衰减。130 ℃固化有利于防止砂轮过度固化而造成性能急剧降低。通过对固化工艺的研究，170 ℃/5 h+130 ℃/5 h固化工艺下制备的砂轮磨削性能最佳，该砂轮磨削YG8得到最佳的面形精度为365 nm，最佳表面粗糙度为3 nm。结论 砂轮在固化过程中，固化温度与固化时间直接影响树脂的固化反应速率与固化程度，通过对固化工艺的实验研究，在本实验条件下得到了最优的固化工艺参数。
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  热镀锌板无铬钝化技术研究进展

  周英伟, 高波, 徐宁, 刘畅, 邢鹏飞, 何吉东, 涂赣峰

  表面技术. 2017, 46(10): 82-90. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.012

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  采用传统的铬酸盐钝化处理技术，能够在金属表面获得一层耐蚀性能优异且具有自修复性的钝化膜。但是由于六价铬毒性很大，对人类的健康有很大危害，近年来六价铬钝化工艺已经被限制使用，因此开发新型环保的无铬钝化技术已成为目前的研究热点。现有热镀锌板的无铬钝化工艺可大致分为有无机钝化、有机钝化、无机/有机复合钝化三种类型。详细介绍了这三种无铬钝化类型的机理及其研究进展，主要阐述了现有制备镀锌板表面无铬钝化膜层的钼酸盐钝化、钨酸盐钝化、硅酸盐钝化、植酸钝化、单宁酸钝化、有机硅烷钝化、有机树脂钝化和无机盐/有机树脂复合钝化等工艺的原理，并对这几种无铬钝化工艺的特点进行了总结，阐明了不同无铬钝化工艺获得的钝化膜层的结构特点。通过与铬酸盐钝化膜的性能相比较，进一步分析了各种无铬钝化膜层的优缺点。最后提出综合利用无机钝化和有机钝化的优点，研发新型环保的无机/有机复合钝化处理工艺是热镀锌钢板无铬钝化技术未来的发展趋势。
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  热镀锌渣回收利用工艺研究进展

  周英伟, 高波

  表面技术. 2017, 46(10): 91-98. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.013

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  热镀锌技术是目前钢铁材料防腐蚀的一种有效方法，但是在热镀锌过程中会产生大量热镀锌渣。热镀锌渣是溶解在锌液中的Fe与锌液中的Zn或Al在高温条件下生成的金属间化合物。热镀锌渣中含有大量金属锌，是一种使用价值极高的二次锌资源。但是热镀锌渣不能直接用于工业生产，需要对其进行回收处理。目前，热镀锌渣的回收利用工艺可大致分为火法和湿法。详细介绍了这两种热镀锌渣回收利用工艺的机理及研究进展，阐述了现有热镀锌渣回收工艺中的熔析熔炼法、蒸馏法、真空蒸馏法、化学法和电解法的工艺原理，并对这几种回收提纯工艺的特点进行了总结。阐明了不同回收工艺获得最终锌产品的特点和工艺过程中所用设备的差异。通过对火法和湿法两种回收工艺进行比较，进一步分析了现有锌渣回收处理工艺的优缺点。最后提出综合利用现有锌渣回收工艺的优点，研发新型、高品质、低能耗、高效率、环保的回收工艺是热镀锌渣回收处理技术未来的发展趋势。
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  可控柔性表面抛光研究综述

  徐志强, 王秋良, 张高峰, 朱科军, 姜胜强

  表面技术. 2017, 46(10): 99-107. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.014

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  随着光电通讯、生物医疗、航空航天等技术的飞速发展，高性能、高精度、高集成的零件及模具不断涌现，其不仅结构复杂，加工精度和表面质量要求高，而且大部分都属于硬、脆难加工材料，传统的抛光方法难以胜任。基于可控柔性理念的抛光技术，为上述零件的高效率和高精度抛光提供了一种新思路，逐渐成为超精密抛光的重要发展方向。首先，介绍了可控柔性抛光技术的基本概念，并就柔性执行装置、柔性“研抛模”、柔性控制系统三种可控柔性抛光方法的柔性可控原理、结构特点以及国内外研究现状等分别进行了综述；其次，对以上可控柔性抛光方法的加工原理、材料去除、抛光精度等进行了深入分析与比较，进一步阐述各类方法的优缺点；最后，对可控柔性抛光方法基本理论的系统研究、抛光精度和效率的提高、抛光工艺的复合化和智能化以及智能材料应用等方面的发展趋势进行了展望。
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  X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

  赵健, 谢飞, 宫克, 王丹, 王兴发, 张鸣伦, 王月

  表面技术. 2017, 46(10): 108-114. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.015

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  目的 油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重，而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注，因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀，获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法 采用自制的应力电化学测试装置，通过慢应变速率拉伸试验（SSRT）对材料的应力腐蚀敏感性进行分析，利用交流阻抗以及扫描电镜（SEM）对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果 当应变速率为5×10－7 s－1时，无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性，SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10－6 s－1时，SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小，断裂主要由力学因素主导，SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。
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  Ni-Co-CeO2镀层的制备及耐腐蚀性能研究

  金辉, 陈立佳, 王一雍, 王璐

  表面技术. 2017, 46(10): 115-119. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.016

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  目的 提高Ni-Co-CeO2纳米复合镀层的显微硬度及耐腐蚀性能。方法 利用超声技术，采用电沉积方法制备Ni-Co-CeO2纳米复合镀层。通过正交实验方法，对Ni2+、Co2+及纳米颗粒共沉积工艺实验进行研究，以显微维氏硬度作为考察指标，通过极差分析确定电沉积的最佳工艺条件，利用极化曲线研究纳米复合镀层在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能。通过XRD分析纳米复合镀层的相组成，采用SEM、EDAX研究纳米复合镀层的微观形貌和元素组成。结果 通过超声场的超声空化作用，将纳米稀土CeO2弥散分布于镀层中，使镀层晶粒细化，镀层硬度由264.34HV上升到486.82HV，同时镀层的耐蚀性能也有所提高，自腐蚀电流密度由6.305 μA/cm2减小至2.012 μA/cm2。结论 由正交实验结果得出，在超声功率为160 W的实验条件下，制备镀层的最佳工艺条件为：镀液温度55 ℃，电流密度2 A/dm2，纳米稀土CeO2加入量1 g/L，pH值5。最佳工艺条件下制备的镀层表面致密均匀，硬度和耐腐蚀性均有明显提高。
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  激光裂解参数对聚二甲基硅氧烷陶瓷化的影响

  乔玉林, 赵吉鑫, 薛胤昌, 黄克宁

  表面技术. 2017, 46(10): 120-127. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.017

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  目的 采用激光裂解聚二甲基硅氧烷先驱体（PDMS）法制备陶瓷涂层。方法 在清洁的钢基体表面均匀涂覆PDMS溶液，恒温固化后得均匀有机涂层。用CO2连续激光匀速扫描该涂层，裂解后得到陶瓷涂层。通过电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等手段，分析了激光裂解PDMS产物的组成与结构，研究了激光功率、激光扫描次数、扫描线速度等激光参数对PDMS陶瓷化的影响。结果 较低激光功率（如700 W）、较少的扫描次数（如1次）和较大的扫描线速度（如18 mm/s）都会使制备的涂层表面层块状明显，孔隙较大，裂纹较多。较高的激光功率（如1000 W）、较多的扫描次数（如3次）和较小的扫描线速度（如10 mm/s）有利于涂层的层块结构消失，表面更趋于细化平整。结论 激光功率、激光扫描次数、扫描线速度对聚二甲基硅氧烷的陶瓷化程度和晶态β-SiC的生成与相转变有很大影响。激光能量注入高时，聚二甲基硅氧烷吸收的激光能量多，陶瓷化比较彻底，但会使晶态β-SiC发生相变反应，生成非晶态α-SiC，不利于晶态β-SiC的形成。
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  氧化铝陶瓷表面化学镀镍工艺及镀层性能研究

  郑晓辉, 单冬冬, 宋皓, 叶雄, 吴迪, 谭俊

  表面技术. 2017, 46(10): 128-134. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.018

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  目的 在氧化铝陶瓷表面化学镀金属镍镀层，研究施镀时间对Al2O3陶瓷表面化学镀镍层的表面形貌、组织结构、显微硬度、表面粗糙度和镀镍层结合力的影响。方法 所用镀液组成及工艺参数为：NiSO4?6H2O 25 g/L，NaH2PO2?H2O 22 g/L，Na3C6H5O7?2H2O 64 g/L，(NH4)SO4 62 g/L，pH=5.0~6.0，水浴加热至90 ℃，施镀时间1~4 h。采用NovaNanoSEM50型场发射扫描电子显微镜观察镀层的表面微观形貌，采用TH765型自动显微硬度仪测试镀层硬度，采用OLS4000型三维形貌测量仪测量镀层表面粗糙度，采用压入法和热震试验评价镀层的结合性能。结果 施镀时间为1~4 h时，1 h镀层表面金属光泽性好，呈银白色，4 h镀层表面更为细腻，但表面光泽性较差。随着施镀时间的增长，Al2O3陶瓷表面化学镀镍层表面越光滑，显微硬度越大。不同施镀时间下的化学镀层均没有出现起泡、片状剥落或者与氧化铝基体分离等现象。结论 施镀时间为1~4 h时，在温度和pH不变的情况下，随着施镀时间增加，化学镀镍层厚度变化不大，但是镀层颗粒更细小，显微硬度明显提高，表面粗糙度降低，镀层结合力良好。
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  磁控溅射MoS2-Ni复合膜的结构与性能研究

  韦春贝, 欧文敏, 侯惠君, 林松盛, 代明江, 石倩

  表面技术. 2017, 46(10): 135-142. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.019

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  目的 提高MoS2薄膜在大气环境下的摩擦学性能。方法 采用离子源复合磁控溅射技术制备了MoS2-Ni复合膜，通过改变Ni靶功率获得不同Ni掺杂量的复合膜，研究不同Ni掺杂量对复合膜结构及摩擦学性能的影响。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、洛氏硬度计、球-盘式摩擦磨损试验机以及3D轮廓仪，对复合膜显微结构和性能进行研究。结果 复合膜以柱状晶结构生长，增加Ni含量可以细化晶粒，使复合膜的结构更加致密。复合膜硬度在250~446HV之间，且随Ni含量的增加，复合膜的硬度提高。复合膜具有良好的膜/基结合力，结合力达到HF1级。MoS2-Ni复合膜的摩擦系数在0.10~0.23之间，随Ni含量的增加，虽然复合膜的摩擦系数增加，但由于磨损过程形成稳定的转移膜粘着在对磨球表面，因而使得磨损率降低，耐磨寿命提高。结论 Ni掺杂可以提高复合膜的致密度、硬度以及结合力，增强复合膜的耐磨性能。
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  电镀条件对CoP非晶镀层催化活性的影响

  安然, 魏磊, 李怡莹, 高静

  表面技术. 2017, 46(10): 143-148. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.020

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  目的 考察电镀条件对CoP镀层催化硼氢化钠水解产氢性能的影响规律。方法 通过电镀法在铜片表面沉积CoP非晶催化剂，并用于催化硼氢化钠水解制氢。催化剂微观形貌和元素组成分别由场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和能谱仪（EDS）进行表征。通过正交试验确定沉积时间、沉积温度、电流密度对催化剂活性的影响等级。同时，考察了NaBH4浓度、反应温度和循环使用对催化剂性能的影响。结果 FE-SEM和EDS分析表明，CoP镀层由直径200 nm左右的晶粒堆积而成，Co与P的原子比为3.6:1。正交实验结果表明，沉积时间对催化剂活性的影响程度最大，之后依次为沉积温度和电流密度。当沉积温度、时间、电流密度分别为20 ℃、1 min、5.56 A/dm2时，所制备的催化剂活性最高。30 ℃下，6%NaBH4+2%NaOH体系中，氢气的生成速率为2750 mL/(min?g)，反应表观活化能为41.2 kJ/mol，循环使用4次后，催化剂活性降低64%。结论 采用电镀法成功制备了CoP/Cu催化剂，其催化硼氢化钠水解产氢性能优异。电镀条件中，沉积时间是影响催化剂活性的首要因素，其次为沉积温度和电流密度。
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  U68CuCr与U75V轨道钢磨损行为研究

  朱敏, 徐光, 侯蓉, 郑建国, 周建华

  表面技术. 2017, 46(10): 149-155. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.021

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  目的 研究耐蚀轨道钢U68CuCr的磨损性能及损伤机理。方法 利用M200型摩擦磨损实验机进行轨道钢U68CuCr和U75V与车轮钢滚动对磨实验。运用电子分析天平测量轮轨失重，来研究轮轨磨损随时间的变化规律。通过扫描电子显微镜、超景深显微镜观察轮轨表面损伤形貌。结果 磨损初始的15 h， U68CuCr磨损量大于U75V。磨损40 h时，U68CuCr与U75V的磨损量基本相同，但随时间增加，U68CuCr的磨损量将低于U75V钢。在干态实验下磨损，钢轨表面存在未剥落的片状氧化物以及其剥落后留下的凹坑和划痕，并伴有塑性变形，而车轮表面没有残留的片状氧化物。磨损过程中，钢轨亚表层为塑性变形区，珠光体发生变形，产生加工硬化，使塑性变形层的硬度高于基体。结论 U68CuCr既具有良好的耐磨性，又有高的耐腐蚀性，能改善钢轨使用性能。氧化磨损是钢轨表面损伤的主要方式，磨损是氧化与剥落交错重复出现的过程。
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  超音速电弧喷涂FeAlNbB涂层的摩擦磨损行为

  周勇, 王猛, 赵飞, 党墨含

  表面技术. 2017, 46(10): 156-160. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.022

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  目的 探讨FeAlNbB涂层的制备方法，研究FeAlNbB涂层的组织结构及摩擦磨损行为。方法 通过超音速电弧喷涂技术制备FeAlNbB涂层，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分析FeAlNbB涂层的组织结构及相组成，并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对FeAlNbB涂层的硬度及摩擦学行为进行研究。结果 FeAlNbB涂层主要由α-Fe、Fe3Al、FeAl相组成，涂层的平均硬度为700HV。在试验参数下，涂层的摩擦系数在0.2~0.4之间，涂层的耐磨性为20#钢的12~33倍，涂层的磨损机理主要以犁沟效应和磨粒磨损为主。结论 超音速电弧喷涂制备的FeAlNbB涂层与基体结合良好，组织致密。涂层中无非晶组织，但涂层的硬度、耐磨性能与FeAlNbB非晶态涂层相当。
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  冷喷涂Cu402F涂层激光重熔表面改性后摩擦学行为

  陈正涵, 孙晓峰, 李占明, 史玉鹏, 刘小桐

  表面技术. 2017, 46(10): 161-167. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.023

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  目的 研究激光重熔后冷喷涂Cu402F涂层在腐蚀介质中的摩擦学行为。方法 采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金上制备了厚度约为882.11 μm的Cu402F涂层，并使用激光重熔技术对冷喷涂涂层进行表面改性。使用OM、SEM观察涂层截面与表面的微观形貌；使用XRD、X射线残余应力测试仪、多功能表面性能测试仪、多频直线往复磨蚀实验机，重点表征测试了涂层的组织、表面残余应力、摩擦学性能与磨蚀行为。结果 激光重熔后的涂层分为表面重熔层、多孔的重熔过渡层以及冷喷涂遗传层。激光重熔前后，涂层的物相、残余应力均未发生较大变化。在20、50、100 N条件下，激光重熔态涂层的平均摩擦系数呈递增趋势，磨损率分别为1.01×10?2、1.17×10?2、1.34×10?2 mm3/(N?m)；由磨蚀实验可知，磨蚀是涂层表面产生钝化膜与钝化膜被破坏的此消彼长的过程，反映着摩擦与腐蚀的协同作用，涂层在磨蚀过程中，开路电位与摩擦系数呈正相关，说明激光重熔态涂层表面钝化膜产生的速度快于钝化膜被坏的速度。结论 激光重熔保留了冷喷涂技术制备的Cu402F涂层的优点，同时激光重熔涂层上产生钝化膜的速度更快，有利于提高涂层的耐磨蚀性能。
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  金属饰品材料的耐磨蚀性能探讨

  袁军平, 陈令霞, 陈绍兴

  表面技术. 2017, 46(10): 168-172. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.024

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  目的 检测六种常用金属饰品材料的耐磨蚀性能，对比分析饰品材料保持光亮度的能力。方法 选择H70黄铜、316L不锈钢、TA2纯钛、CoCrMo合金、钨钢（WC）、TaC系硬质合金六种有代表性的饰品用金属材料，检测其化学成分、硬度及在人工汗液中的极化行为，采用人工汗液+漩涡研磨的方法检测各材质戒指试样的磨蚀失重率，采用扫描电镜观察试样磨蚀形貌。结果 试验材料在人工汗液中点蚀电位由高到低的顺序为TA2>CoCrMo>TaC系硬质合金>316L>钨钢（WC）>H70，初始硬度的高低顺序为H70< 316L<钨钢（WC），腐蚀磨损失重率的高低顺序为H70>TA2>316L>CoCrMo>TaC系硬质合金>钨钢（WC）。结论 在人工汗液+漩涡研磨条件下，试样受到腐蚀与机械磨损的交互作用而失重和失去光亮度。除H70外，其余材质受到的腐蚀作用均相对较弱，机械磨损作用较强。材料表面硬度越高，抗磨损性越强，越有利于保持饰品表面的光亮度。
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  翻板油管锚锚片铁基合金强化层组织及耐磨性能

  张旭, 段永强, 韩新德, 谢唯一, 王建宁, 刘龙, 季博卿

  表面技术. 2017, 46(10): 173-178. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.025

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  目的 提高翻板锚锚片在螺杆泵采油管柱中的耐磨性，提高采油效率，降低作业成本。方法 在45#钢基体上采用氧乙炔火焰喷焊技术制备了铁基合金涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、硬度计和摩擦磨损试验机等设备，测试了涂层的硬度、微观组织形貌和耐磨性能，并与市面上翻板锚锚片刃口镶焊材料进行了摩擦系数、磨损失重等对比试验以及经济性分析。结果 铁基合金层与基体之间呈冶金结合，其组织主要由初生碳化物Cr3C2和Cr7C3，硼化物Fe2B、Cr2B和CrB，以及共晶成分的基体γ-Fe(Ni,Cr,C,Si)、α-Fe、Fe3C、(Fe,Cr)7C3、Fe23(B,C)6和Cr23C6组成。合金层表面硬度平均值为64.7HRC，比镶焊材料的表面硬度平均值高出50%左右。合金层摩擦系数稳定在0.6左右，相比镶焊材料降低了约17%。磨损失重实验后，合金层的磨损失重约为镶焊材料的2/3左右。经济性分析显示该强化工艺成本在6.8305元左右，与镶焊硬质合金材料的成本大致相当。结论 喷焊铁基合金强化层后的翻板锚锚片在硬度、耐磨性等方面得到显著提高，寿命得到有效延长。该研究为翻板锚锚片的耐磨强化与修复提供了可靠的依据，同时也为采油工艺中其他关键易磨损零部件的表面强化提供了一定的理论和实践经验。
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  AA5083铝合金表面处理对AA5083/低温胶胶接性能的影响

  张爱爱, 潘蕾, 张帅, 王一凡, 吕云飞

  表面技术. 2017, 46(10): 179-184. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.026

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  目的 为适应LNG船运输液化天然气时的低温工作环境，选择AA5083铝合金和外围保温材料，通过低温胶胶接的方式进行液货维护系统内部结构的搭建，保证满足基本强度要求的同时，降低生产成本。方法 对AA5083铝合金进行喷砂和阳极氧化处理，对其表面形貌、表面粗糙度、表面能以及与低温胶的接触角进行表面性能表征，同时进行25、0、?60、?120 ℃四种不同温度下的单搭剪切力学性能测试，研究揭示不同表面处理方法对AA5083/低温胶胶接强度的影响。结果 与AA5083铝合金原始试样对比，表面处理后的铝合金表面粗糙度变大，表面能升高，与低温胶的接触角变小，胶接接头强度显著提升，其中，阳极氧化后试样的胶接强度在0 ℃达到最大，为29.80 MPa，比原始试样提升了128.18%，比喷砂试样提升了29.90%。结论 结合表面性能表征以及低温下的单搭剪切试验结果，喷砂和阳极氧化均能提高AA5083铝合金与低温胶的粘结强度，而且阳极氧化后的AA5083铝合金具有较好的综合性能。
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  镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展

  袁烁, 林乃明, 邹娇娟, 李大利, 王志华, 唐宾

  表面技术. 2017, 46(10): 185-193. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.027

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  表面着色技术能在材料表面形成不同颜色的保护性膜层，在提高材料表面性能的同时，又可赋予产品漂亮的外观或实现消光等目的。表面着色有两种形式：一是，所生成的化合物自身具有一定的颜色；二是，光线的反射、折射、干涉等效应而使表面呈现不同颜色。作为两类重要的结构材料，镁合金和钛合金因其各自优良的性质被应用于诸多领域。综述了镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展，介绍了镁合金和钛合金表面着色工艺研究及应用现状。镁合金表面着色工艺包括：化学转化+喷涂、金属涂层、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化；钛合金表面着色工艺包括：热氧化、化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。列举了应用于镁合金和钛合金表面着色的具体工艺参数，总结了两种合金表面着色的具体应用。镁合金和钛合金部件经表面着色处理后，可以兼顾轻量化和强度要求，并实现部件外观的装饰性。基于镁合金和钛合金表面着色工艺研究的现有成果，对镁合金和钛合金表面着色的研究提出了一定展望。
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  Mo/WC中高温太阳能选择性吸收涂层的优化设计及性能评价

  闵捷, 程旭东, 王晓波, 张朴, 张运华

  表面技术. 2017, 46(10): 194-200. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.028

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  目的 在保证WC基热喷涂涂层在高温自然环境中性能稳定的情况下，研究改进其选择性吸收性能。方法 通过Mo来提高WC基涂层的选择性吸收性能，重点评价优化的Mo/WC涂层显微结构、选择性吸收性能和耐候性能等。结果 金属粒子Mo填充在WC陶瓷中的结构特征，使涂层相结构和高温性能较为稳定，吸收率高达0.836～0.890，但发射率也上升至0.493～0.594，选择性吸收性能不佳。经Al2O3-SnO2减反层处理后，Mo/WC涂层的吸收率仍可稳定在0.77～0.78，而发射率随着热处理温度的上升呈现先降低后升高的趋势。500 ℃热处理条件下，吸收效果达到最佳，此时发射率最小，低至0.168。Mo/WC涂层抗热震及耐盐雾腐蚀性能也有效提高。结论 Mo/WC涂层选择性吸收性能及自然环境适应性得到有效提高，并兼具了生产成本和施工便利性等优势，有利于太阳能清洁能源利用的发展。
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  空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能

  陶睿, 刘朝辉, 班国东, 罗平

  表面技术. 2017, 46(10): 201-206. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.029

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  目的 探究空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度对碳纤维吸波涂层吸波性能的影响。方法 以短切碳纤维为吸收剂，水性聚氨酯为基体树脂，制备雷达吸波涂层。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对短切碳纤维和涂层的微观形貌进行分析表征，将碳纤维涂层与空气层进行匹配，并采用矢量网络分析仪测试分析涂层的吸波性能。结果 当空气匹配层厚度由1 mm逐渐增加到3.5 mm时，复合涂层的最大吸收峰由高频逐渐向低频移动。匹配厚度为3 mm时，反射率峰值最低（?41 dB）。匹配厚度为2.5 mm时，有效吸收频段（反射率
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  8~14 μm波段低发射率涂层材料的制备及性能研究

  陶睿, 刘朝辉, 班国东, 叶圣天, 杨宏波, 罗平, 舒心

  表面技术. 2017, 46(10): 207-212. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.030

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  目的 为满足市场对低发射率涂层的需要，制备了低发射率涂层材料，并讨论填料和基体树脂对其红外发射率的影响。方法 以325、500、800、1000、1200、1500目铝粉为填料，丙烯酸树脂（AR）、环氧树脂（ER）和聚氨酯树脂（PR）为基体树脂，制备了低发射率涂层，分别从基体树脂种类、黏度、铝粉粒径及含量四个方面对涂层红外发射率进行了研究。结果 PR涂层在8~14 μm波段的红外发射率最低，PR为低发射率涂层用基体树脂的最佳选择。涂层红外发射率随着基体树脂黏度的增大逐渐降低，并且变化趋势接近于线性。在研究范围内，铝粉的最佳粒径为325目，且涂层红外发射率随铝粉含量的增加而降低。结论 制备的低发射率涂层的红外发射率低，而且环保。
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  不同入射角弹丸强化残余应力场的数值模拟

  周志近, 单以才

  表面技术. 2017, 46(10): 213-217. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.031

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  目的 通过建立有限元模型模拟研究弹丸入射角度对残余应力场和强化效果的影响。方法 采用ABAQUS软件建立了单粒弹丸强化靶体的三维对称模型，对单个弹丸喷丸强化进行了数值模拟，模拟了50、75、100 m/s三种不同速度下，弹丸垂直入射作用在靶体上所产生的残余压应力场，以及30°、60°和90°三种不同入射角度下靶体上产生的残余应力场。结果 不同速度下弹丸垂直入射作用在靶体上所产生的残余压应力场的模拟结果显示，随着弹丸速度的增加，靶材次表层的最大残余压应力以及压应力层深度增加。不同入射角度下靶体上产生的残余应力场深度和大小变化不相同，入射角为90°（垂直入射）时，所产生的残余压应力最大，入射角为60°时次之，入射角为30°时最小。结论 模拟结果与实验结果的残余压应力最大值和曲线的变化趋势基本一致，吻合程度较高，说明所建的有限元模型可靠。在相同速度下，随着入射角度不断变大，所产生的最大残余压应力也不断增加，在垂直入射时达到最大值。
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  填料对建筑节能涂层隔热性能的影响和机理

  杨光, 邓安仲

  表面技术. 2017, 46(10): 218-223. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.032

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  目的 探究反射型、阻隔型和辐射型填料对建筑节能涂层反射隔热性能的影响，为填料在建筑节能涂料中的筛选应用提供一定的理论支撑。方法 分别将金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉与苯丙乳液共混，制备了反射型、阻隔型和辐射型建筑节能涂料。采用扫描电子显微镜、紫外/可见/近红外反光光度计、导热系数测量仪和红外发射率测量仪对涂层性能进行表征，探究了三种填料添加量和平均粒径对涂层反射隔热性能的影响。结果 金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉的最佳添加量（占成膜物质总质量的百分比，全文同）和平均粒径分别为25%和0.25 μm、9%和325目、9%和1 μm。此时对应涂层的太阳光平均反射率、导热系数、8~14 μm波段的红外发射率分别为85.88%、0.05 W/(m?K)和0.91，隔热性能优异。结论 填料添加量和平均粒径对建筑节能涂层的隔热性能均具有一定的影响，实际应用时可根据需要选择填料添加量和平均粒径。
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  二氧化碳腐蚀环境下套管选材新方法及应用

  龚宁, 张启龙, 李进, 林海, 徐涛

  表面技术. 2017, 46(10): 224-228. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.033

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  目的 在油田生产过程中，腐蚀的危害性极大，所以套管材质选择至关重要。生产套管材质选择级别低，二氧化碳腐蚀可能导致套管腐蚀穿孔，严重则会影响正常生产，出现安全和环境问题等。如果套管材质选择级别过高，会造成经济上的浪费。为了使材质选择更加合理，所以进行研究。方法 以De. Waard预测腐蚀模型计算的不同材质的长期腐蚀速率为基础，提出了一套新的套管选材新方法。通过该方法对渤海油田A井进行了设计，并通过室内实验对设计结果进行了验证。结果 根据实验得到的管材选择结果与管材设计新方法设计的结果一致，验证了该方法的准确性。结论 提出了一套适合于CO2腐蚀环境下套管材质优选的方法：计算不同材质的腐蚀速率，进而转化为长期腐蚀速率，根据套管强度要求，计算出套管最大允许磨损量，最终确定套管选择材质。该套管选材新方法能够在保证井筒完整性和井控安全可控的前提下，有效降低套管材质选择的成本，有利于保证油田开发的经济性。
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  一种新型高温酸化缓蚀剂的制备及性能评价

  张朔, 李洪俊, 徐庆祥, 马田力, 李楠

  表面技术. 2017, 46(10): 229-233. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.034

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  目的 改善缓蚀剂在高温酸液中的缓蚀性能，满足油田高温井酸化施工的要求。方法 在合成一种新型吡啶季铵盐的基础上，添加炔醇、碘化钾等助剂进行复配，得到一种新型高温酸化缓蚀剂HTCI-1。使用HK-1高温高压动态腐蚀仪对其缓蚀性能进行测试，通过电化学测试、SEM、EDS等实验对其缓蚀机理进行分析。结果 该酸化缓蚀剂在160 ℃、16 MPa、20%HCl或者土酸（12%HCl+3%HF）、质量分数3.0%的条件下，使N80试片的腐蚀速率分别为24.53 g/(m2?h)和23.72 g/(m2?h)，达到了SY/T 5405—1996中的一级指标。结论 在高温酸液中，N80钢片腐蚀速率降低，主要是由于缓蚀剂分子吸附到碳钢表面形成了一层致密的疏水性吸附膜，从而降低了侵蚀性离子与钢铁表面接触的几率，腐蚀电极反应过程受到抑制，达到了高温条件下防护金属的目的。
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  高温高压氯离子环境对螺杆钻具硬铬镀层腐蚀行为的影响

  赵帅, 邢兰朝, 殷凤玲, 周文, 兰伟

  表面技术. 2017, 46(10): 234-240. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.035

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  目的 研究螺杆钻具表面硬铬镀层在高温高压氯离子环境下的腐蚀行为。方法 利用高温高压反应釜模拟螺杆钻具的井下环境，对螺杆钻具表面硬铬镀层进行腐蚀和检测，通过正交实验法研究温度、压力和氯离子浓度对硬铬镀层腐蚀状态的影响。采用动电位扫描、腐蚀失重法，研究硬铬镀层的电化学参数及腐蚀特征。通过扫描电镜（SEM）和能谱（EDS），分析镀层腐蚀后的微观形貌和表面成分的变化。结果 影响硬铬镀层腐蚀速率的最大因素是氯离子浓度，其次是温度，再次是压力。年腐蚀深度最严重为0.8925 mm/a，最大的腐蚀速率为1.9026 g/(m2?h)。腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而降低，随着温度和压力的升高而升高。结论 推断在温度180 ℃、压力15 MPa和NaCl质量浓度30 g/L的条件附近，硬铬镀层腐蚀最严重。氯离子是影响镀铬层腐蚀速率的主要因素，因为氯离子优先在敏感位置（钝化膜的薄弱点处，如裂纹）引发孔蚀核。在闭塞腐蚀电池催化作用下，镀层表面不断形成孔蚀，裂纹被加宽，最终导致少部分区域镀层剥落，影响镀层整体保护性能。
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  基于SOFM神经网络的军用灰色涂层腐蚀行为研究

  徐安桃, 张振楠, 张睿, 孙波

  表面技术. 2017, 46(10): 241-246. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.036

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  目的 探究军用车辆有机涂层在全浸泡条件下的腐蚀行为特征，寻找评价涂层腐蚀防护性能的有效方法。方法 利用电化学阻谱技术，对某型军用灰色涂层在全浸泡条件下的腐蚀行为进行了研究，分析了其阻抗谱及低频阻抗模值 、高频相位角 、相对介电常数 三种特征参数的变化规律。以三种特征参数作为评价指标，利用SOFM自组织神经网络对涂层性能的变化过程进行研究。结果 灰色涂层在全浸泡下的腐蚀过程大致经历三个阶段。良好阶段：高频相位角 位于70°附近，低频阻抗模值 均大于107。防护性能下降但仍具有保护作用阶段：高频相位角 下降至50°附近，低频阻抗模值 下降至106附近。防护性能丧失阶段：高频相位角 全部低于50°，低频阻抗模值 已经低于105。SOFM自组织神经网络对涂层的分类结果与对阻抗谱特征分析的结果保持一致。结论 通过实例分析，证明自组织神经网络SOFM方法可实现对涂层性能状态的快速判断。
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  试述铁质文物的腐蚀与防护技术

  陈颢

  表面技术. 2017, 46(10): 247-253. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.037

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  中国作为世界上最早使用铁器的国家之一，在社会生产力发展的过程中，起到举足轻重的作用。大部分出土的铁质文物均含有氯化物（电解质），一旦出现在潮湿的空气中即会发生一系列的电化学反应，导致铁质文物腐蚀。因此，研究铁质文物的腐蚀机理及保护技术具有重要意义。概述了铁质文物的腐蚀影响因素及国内外铁质文物的脱盐保护方法。简述了铁质文物有机、无机及复合缓蚀剂的特点、作用机理及研究现状，介绍了铁质文物的封护材料，并展望了保护材料和技术在铁质文物保护中的发展趋势。
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  10CrMoAl热轧薄板不同周期盐雾腐蚀的对比分析

  张道达, 周慧云, 孟扬, 尧凳灿, 肖艳琴

  表面技术. 2017, 46(10): 254-260. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.038

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  目的 揭示10CrMoAl钢的耐腐的蚀原因及机理。方法 通过对10CrMoAl钢进行盐雾试验（72、168、240 h）来模拟其海水腐蚀，并对试验后的试样进行了腐蚀速率、SEM、能谱、XRD及电化学分析及研究。结果 72、168、240 h盐雾腐蚀周期下，试样的腐蚀速率分别为2.352、1.915、2.218 mm/a。72 h盐雾腐蚀试验后，Cr和Mo主要在靠近基体一侧富集；168 h盐雾腐蚀试验后，Cr主要在靠近外表面的锈层处偏聚严重；240 h盐雾腐蚀试验后，在靠近锈层的基体一侧又出现了Cr和Mo的明显偏聚，并同时出现“白亮层”。随着腐蚀时间的延长，锈层中FeCr2O4和γ-Fe2O3含量的变化趋势是一致的，即先不断上升，然后趋于稳定。结论 随着腐蚀时间的延长，腐蚀速率先降低后升高再降低，最后趋于稳定。腐蚀过程是一个周而复始的循环过程：Cr和Mo在锈层与基体交界处不断富集—形成耐腐蚀层—腐蚀脱落—Cr和Mo在锈层与基体交界处富集。这种富集规律对防腐蚀有一定的作用。此外，FeCr2O4在锈层中含量较多时，具有显著的防腐功能。
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  薄壁片状试件贴壁式振动光饰实验研究

  王秀枝, 杨胜强, 李文辉, 陈玉楠, 张乔云

  表面技术. 2017, 46(10): 261-267. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.039

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  目的 提出一种适用于中小型薄壁片状类零件提高表面质量的贴壁式振动光饰加工技术方案。方法 选取球形棕刚玉磨块，HYA磨液作为加工介质，选用45#钢、钛合金TC4（Ti-6Al-4V）、铝合金（A356）、304不锈钢4种材料，进行试件尺寸为10 mm×20 mm×3 mm的10 mm×20 mm单面贴壁加工实验及自由式加工实验。通过对比自由式与贴壁式加工中五个不同位置加工后试件的表面粗糙度值，以确定贴壁式振动光饰加工的优势及贴壁式相对最佳加工位置。使用动态力传感器测试了对应五个不同位置处磨块对传感器（即磨块对试件）的动态力，找出不同加工位置处试件受力规律。结果 初始表面粗糙度Ra值约为2.6 μm的两组45#钢试件的加工实验中，1 h时自由式加工试件Ra值仍为2.4 μm，贴壁式加工试件已小于0.5 μm。不同位置加工的钛合金、铝合金、不锈钢试件实验结果得出，容器底部位置是相对最佳加工位置，容器内侧中部位置其次，均明显优于其余三个位置，容器内侧上部、外侧中部和上部位置对加工效果的影响规律不明显。动态力测试结果得出，容器底部位置处磨块对传感器的平均力最大，为2.728 N，容器内侧中部、外侧中部、内侧上部、外侧上部位置依次降低，不同位置受力分布总体趋势与试件加工结果基本对应。结论 贴壁式加工较自由式加工效率高，容器底部是获取试件相对最佳表面粗糙度的加工位置，试件加工效果与试件受磨块动态力的大小有直接关系。贴壁式振动光饰加工技术可应用于中小型薄壁片状类零件表面质量的提高。
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  基于LS-DYNA仿真的射流加工参数分析

  张文超, 武美萍, 任仲贺

  表面技术. 2017, 46(10): 268-276. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.040

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  目的 通过LS-DYNA对磨料射流冲蚀切削进行仿真，研究相关工艺参数对切削参数的影响。方法 采用磨料水射流对Al2O3陶瓷进行了单点冲蚀仿真和切削仿真研究，其中水和磨料粒子采用SPH方法建模，氧化铝陶瓷工件采用FEM方法建模，并通过SPH-FEM耦合算法，实现射流冲蚀切削过程的仿真。结果 分析射流冲蚀过程仿真和切削过程仿真可知，射流加工前期，由于射流中磨粒碰撞与反弹，使壁面成不规则“V”型。初始阶段，切深随计算时间呈线性增加，同时壁面对磨粒产生制约作用，从而使加工处的孔深基本不再增加。由于磨粒在冲蚀处壁面底部的冲蚀作用，使凹坑底部宽度增加并迅速趋于稳定。同时切削仿真与冲蚀仿真也存在一定区别，主要由于切削过程设定了移动速度。结论 将仿真结果与实验结果进行比较可知，切削深度随着泵压的增大而成线性增大，切深随磨料流量的增大而增大，随靶距和横移速度的增大而减小。其中切深与磨料流量、靶距、横移速度均为非线性关系，工件最大切深与计算时间不呈线性关系增长。
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  适用于小光斑覆盖光学检测的球体表面全展开方法研究

  钱佳立, 袁巨龙, 陆惠宗

  表面技术. 2017, 46(10): 277-283. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.10.041

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  目的 精密轴承性能与轴承球体表面质量密切相关，表面的精密快速检测对于保证轴承球体质量非常重要，因而提出一种适用于在线光学检测的新球体全展开方法。方法 分析目前已提出的几种球体全展开方法，并指出它们在实际应用中的不足，对新的展开机构的展开原理进行分析，并进行了理论分析推导。建立了新的展开机构模型，通过Adams软件虚拟仿真，并通过设定不同的仿真参数，探究不同参数对球体全表面展开检测轨迹的影响。将子午线检测和螺旋线检测时光斑的覆盖率做了对比。结果 新机构可实现球体均匀全覆盖展开，适于激光散射和干涉这种光斑面积较小的检测方法，全覆盖时间受进动和转动速度的影响。进动速度一定时，主轴转动速度越大，螺旋线间距越大，不影响全覆盖时间；主轴转动速度一定时，进动速度越大，螺旋线间距越小，全覆盖时间越短。在仿真时间为15 s、主轴转动速度为400 (°)/s的情况下，得到最优进动速度为12 (°)/s。结论 对于新的球体展开机构，通过对转动和进动速度以及聚焦位置的调整，可实现对不同直径球体表面的均匀全覆盖检测。