纳米复合涂层

摘要： 绝缘子表面吸附的金属粉尘可能引起放电甚至诱发闪络,抑制粉尘在绝缘子表面的吸附对提高气固绝缘系统的可靠性具有重要意义。该文选用纳米碳化硅(nano-SiC)和蒙脱土-纳米二氧化钛(MMT-nano-TiO_(2)),分别从调控表面电荷和改善表面粘黏性能的角度,设计了两种纳米复合涂层。实验表明,蒙脱土-二氧化钛纳米复合涂层(MEP)抑制粉尘吸附的效果整体优于碳化硅纳米复合涂层(SEP),与无涂层绝缘子模型相比,MEP6涂层表面吸附的粉尘分布范围大幅减小,吸附质量降低54%,抑制金属粉尘吸附的效果最优。进一步建立粉尘受力分析模型,将其运动吸附过程划分为启举、飞行和吸附三个阶段,阐释了粉尘吸附的动力学过程。最后,结合表面电荷分布特征、材料间本征粘附特性分析,指出MEP6涂层抑制粉尘吸附效果明显是缘于同时实现了电荷调控与抗粘黏性能的提升。该研究通过引入纳米复合涂层有效抑制了金属粉尘吸附,可为提升绝缘子表面绝缘强度提供新思路。

摘要： 随着难加工材料和绿色干切削等先进加工技术的开发与广泛应用,刀具切削环境日益严苛,刀具涂层材料不断更新换代。涂层材料已由最初的二元涂层逐渐发展成三元及多元涂层,结构由单层逐渐向多层、梯度、复合结构转变。首先总结了几种常用二元涂层的性能和特点。再以Ti基和Cr基三元及多元涂层为例,阐述了掺杂元素对涂层微观结构和性能的影响及强化机制,分析了多元涂层的研究现状和面临的难题,以及多种掺杂元素的协同作用机制。还讨论了纳米晶/非晶复合结构涂层、纳米多层涂层以及梯度涂层的结构优势及研究现状,介绍了金刚石、类金刚石和立方氮化硼三种超硬涂层以及具有低摩擦因数软涂层的特点和研究进展。最后介绍了近几年研究的热点涂层(如高熵合金涂层、含氧涂层和多元多层复合涂层)的研究现状,并对刀具涂层的未来发展方向进行了展望。

摘要： 余海斌研究员带领的先进涂料与粘合剂技术团队,受离子液体(IL)捕获氧原子特性的启发,首先设计制备了IL功能化的Ti_(3)C_(2)Tx MXene纳米片以防止敏感Ti_(3)C_(2)Tx的氧化降解,使其能够在水和聚合物基体中长期保持2D片层结构。随后,将具有良好分散性能的IL@MXene填料添加到水性环氧(WEP)涂层中,系统研究了IL@MXene-WEP纳米复合涂层的腐蚀防护行为和损伤机理研究。结果表明:与纯WEP相比,IL@MXene-WEP涂层的屏蔽性能大大提高,且IL的存在赋予涂层良好的钝化修复功能;当体系中载入0.5%的IL@MXene纳米片时,所得复合涂层表现出最佳的防腐性能。

摘要： 俄罗斯乌拉尔联邦大学和俄罗斯科学院乌拉尔分院电物理研究所科研人员联合研发出一种钛基四组分纳米复合涂层TiSiCN(钛、硅、碳、氮)新工艺,可作为耐磨性保护涂层用于保护飞机和燃气涡轮发动机等部件,广泛应用于金属加工和生物医学等领域。该复合涂层不需要高温,也无需附加装置和材料。研究结果发表在《Membranes》杂志上。

摘要： 中国科学院海洋研究所研究员段继周课题组在《化学工程期刊》上发表关于水性纳米复合涂层防腐和防污性能的最新研究成果,为环保型防腐防污涂料研发提供了新思路。在严苛海洋环境下,长效腐蚀防护是海洋工程装备安全服役的巨大挑战,而其中防腐涂层是防止腐蚀最简单和有效的方法。水性涂料由于释放的挥发性化合物的量极低,使其成为新一代环保型防腐涂料的发展重点。然而,其结构由亲水性基团和表面活性剂构成,且在固化过程易形成更多的缺陷和孔洞,为腐蚀性电解质提供了更多的扩散路径,导致防腐性能急剧下降。近年来,一系列功能性微纳米材料被广泛应用,其迷宫效应以及纳米材料的特殊内在特性扭转了水性涂层缺陷的局势。

摘要： 目的制备高纯度、超硬、高耐磨的Zr-B-N纳米复合涂层。方法在反应气体中掺入还原性气体H_(2),利用氢元素强还原性去除真空室以及反应气氛中残留的O杂质,采用脉冲直流磁控溅射技术,通过调节N_(2)+H_(2)混合气体流量制备高纯度Zr-B-N涂层。利用扫描电镜、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等设备对涂层的微观结构、力学性能和摩擦性能进行测试,并分析其变化机理。结果随着N_(2)+H_(2)流量的增加,Zr-B-N涂层内N含量在N_(2)+H_(2)流量为10 mL/min时达到最高。从截面形貌可以看出,涂层结构由粗大的柱状晶逐步转变为玻璃状细小柱状晶结构,涂层更加致密,呈现典型的纳米复合结构。微量H元素的掺入,减少了涂层制备过程中O相关化学键的生成,制备出的Zr-B-N涂层晶粒的生长环境得到改善。在N_(2)+H_(2)流量为10 mL/min时,涂层的硬度和弹性模量达到最大值40.26 GPa和532.98 GPa,临界载荷最大约为60.1 N,摩擦系数较小,为0.72,磨损率在此时最低,为1.12×10^(–5)mm^(3)/(N·m)。结论当N_(2)+H_(2)流量为10 mL/min时,制备出了超硬Zr-B-N纳米复合涂层。适量氢元素的掺入,充分去除真空室内氧杂质,改善了涂层中晶粒的生长环境,有效地提高涂层的硬度及摩擦磨损性能。

摘要： 科研人员研发出钛基纳米复合涂层新工艺据报道,俄罗斯乌拉尔联邦大学和俄罗斯科学院乌拉尔分院电物理研究所科研人员联合研发出一种钛基4组分纳米复合涂层TiSiCN(钛、硅、碳、氮)新工艺,可作为耐磨性保护涂层用于保护飞机和燃气涡轮发动机等部件,广泛应用于金属加工和生物医学等领域。该复合涂层不需要高温,也无需附加装置和材料。研究结果发表在《Membranes》杂志上。

摘要： TiSiCN硬质纳米复合涂层因其优异的力学性能和摩擦学性能而被广泛应用于各类机械零部件表面的防护涂层,但是超硬耐磨TiSiCN纳米复合涂层的可控制备技术仍然有待进一步研究。采用高功率脉冲磁控溅射技术,微脉冲振荡开启时间τ_(on)=50μs,平均靶功率4~8 kW,在AISI 316L不锈钢和Si(100)单晶硅表面沉积了一系列不同成分的TiSiCN纳米复合涂层。通过XRD、FESEM、TEM、Raman表征了涂层的结构和成分,采用纳米压痕仪和显微硬度计表征涂层的硬度和断裂韧性K_(IC)。通过摩擦磨损试验机表征了涂层在不同介质环境下的摩擦学性能,利用表面轮廓仪和光学显微镜对磨痕形貌进行进一步分析。分析结果表明TiSiCN涂层由非晶包覆晶粒尺寸为4~11 nm的TiCN纳米晶构成。随着靶功率的增加,涂层的硬度从32.6 GPa增至41.3 GPa,膜-基结合力等级均为HF2~HF1。8 kW制备的TiSiCN涂层在干摩擦、酸、碱、油溶液环境下的磨损率分别为5.9×10^(-6)mm^(3)N^(-1)m^(-1)、4.3×10^(-5)mm^(3)N^(-1)m^(-1)、9.1×10^(-5)mm^(3)N^(-1)m^(-1)和1.28×10^(-9)mm^(3)N^(-1)m^(-1)。研究成果表明采用高功率脉冲磁控溅射技术制备的TiSiCN纳米复合涂层在酸、碱、油溶液环境下均具有优异的耐摩擦学性能,在各类腐蚀环境中具有优异的应用前景。

摘要： 为探究飞机内腔结构腐蚀的具体原因,文章通过对典型飞机的平尾大轴腐蚀情况进行分析,提出了针对性的腐蚀改进方案。通过细长内腔无气喷涂设备的研发与应用,利用IMR纳米复合涂层或SLF重防腐涂层对原有的内腔结构防护涂层进行取代,实现腐蚀介质向内腔渗入的有效隔绝,采用这些防腐改进措施,可显著改善飞机内腔结构的腐蚀状况。

摘要： 目的提高不锈钢基体的抗固体颗粒冲蚀性能。方法在不锈钢基体表面,通过等离子体增强磁控溅射系统(PEMS),采用不同偏压工艺制备TiAlVSiCN纳米复合涂层。通过SEM、HRTEM观察涂层的微观形貌与组织,利用XRD、SAD分析涂层的物相组成与晶体结构,并通过划痕仪、纳米硬度计以及冲蚀试验机探究不同工艺涂层的结合强度、纳米硬度以及抗冲蚀性能差异。结果采用PEMS制备出一系列不同偏压条件下的TiAlVSiCN涂层,涂层组织致密,呈柱状,主要包括纳米晶Ti(Al,V)(C,N)相和非晶相。偏压显著影响涂层的晶粒尺寸和非晶相分布,高偏压下的涂层主要由20~50 nm的Ti(Al,V)(C,N)纳米晶及其周围弥散分布的非晶相组成,而低偏压下的涂层主要由100 nm的Ti(Al,V)(C,N)纳米晶和连续分布的非晶相组成。高偏压下制备的涂层厚度超过20μm,纳米硬度可达(34.6±14.1)GPa,具有优良的结合强度(>65 N)和抗冲蚀性能,其抗冲蚀性能相比不锈钢基体提高近8倍。结论通过与偏压参数的匹配控制,PEMS可有效调控纳米复合涂层的组织结构,实现硬度与弹性模量的良好匹配,制备出具有优良抗冲蚀性能、厚度达到20μm以上的TiAlVSiCN纳米晶-非晶复合涂层。

摘要： 为克服传统TiO2热喷涂涂层机械性能较差的缺点,基于CNTs优异的减摩耐磨性能,采用喷雾干燥和等离子喷涂技术先后制备了TiO2-CNTs纳米复合粉末及其等离子喷涂层.最后,通过摩擦磨损试验对比了TiO2-3wt％CNTs纳米复合涂层和引入12wt％Al2O3第二相来强化TiO2复合涂层的摩擦系数和磨损量,结果表明掺入3wt％CNTs的氧化钛涂层具有更为优异的摩擦学性能,其强化机理为:抑制裂纹萌生和扩展;通过摩擦诱导,将微观摩擦形式变为滚动摩擦;通过调整自身形状结构来释放应力.

摘要： 采用阴极电弧离子镀技术在经过渗氮处理的H13模具钢表面沉积了三种不同铝含量的PN-(Ti,Al)N纳米复合涂层.采用扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等对PN-(Ti,Al)N纳米复合涂层的组织结构及力学性能进行了表征分析.结果表明,随着铝含量的增加,涂层柱状晶结构逐渐消失,晶粒变得更加细小;晶面择优取向由(111),(220)转向(200);涂层厚度分别为4.5μm,6.7μm,6.8μm;PN-Al0.55Ti0.45N纳米复合涂层具有较好的综合性能,其纳米硬度达到30.17GPa,显微硬度2681.8HV0.05是基体硬度(516.2 HV0.05)的5.2;结合强度HF1级,磨擦系数较稳定约为0.72,磨损形式主要考虑为粘着磨损.

摘要： 采用真空电弧蒸镀技术在碳钢、合金钢、镍基高温合金等基体上制备Ni+CrAlYSiN纳米复合涂层;用SEM,EDX,TEM等手段袁征了涂层的形貌、成分和结构;研究了涂层耐磨性、抗冲刷性、抗盐雾腐蚀性、抗热腐蚀性、抗热疲劳性.研究表明,该涂层主要由γ-Ni,fcc-AlN和fcc-CrN组成.涂层硬度约为9.8GPa,与NiCrAlYSi涂层相比,硬度提高约60％,耐磨性和抗冲刷性提高约30％.涂层具有优异的抗盐雾腐蚀性,抗热腐蚀性和抗高温热疲劳性.该涂层在油井管防腐耐磨领域具有广阔的市场前景.

摘要： 采用多阴极等离子体注入与沉积装置制备了DLC-TiAlSiCN纳米复合涂层，采用X射线衍射(XRD)、X射线光电予能(XPS)，拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、纳米探针和摩擦实验对制备的涂层的微结构和摩擦特性进行测试，结果表明：所有的DLC-TiAlsiCN涂层具有典型的纳米复合结构，n-TiCN纳米晶镶嵌在a-Si3N4，a-Sic，a-CN a和DLC.rn 的矩阵中，随着涂层中DLC含量的增加，相邻晶粒之间的间距增大.当相邻晶粒之间的间距较小时，DLC-TiAlSiCN涂层具有超高的硬度50Gpa，但摩擦系数较高，DLC含量增加有助于涂层摩擦性能的改善，但涂层的硬度降低。

摘要： 本文将纳米TiO2粒子与室温湿固化型有机-无机杂化基质相复合制备纳米复合涂层，再通过阳光辐照，在较短时间内，使纳米复合涂层表面获得超双亲性和光催化活性。考察了纳米TiO2粒子含量、有机-无机杂化基质组成对纳米复合涂层表面形貌、亲水特性、力学性能和光学性能光解演化的影响规律。人工加速老化试验显示，在有机相含量较少时，复合涂层具有很好的耐久性。亚甲基蓝光催化实验表明，纳米复合涂层具有良好的自清洁效果。超双亲涂层的形成机理为：杂化基质中的有机相被纳米TiO2光催化降解，在纳米TiO2粒子微区形成应力，产生微裂纹，增加了涂层表面的粗糙度，同时使纳米TiO2粒子得以暴露，两者相结合使涂层快速获得超双亲自清洁特性，而未被光解的无机基质骨架可确保涂层具有较好的耐久性。上述TiO2基纳米复合涂层适用于大型、户外结构(如，建筑物外墙、桥梁、交通、通讯设备等)表面，起光催化自清洁作用。

摘要： 用溶胶-凝胶法制备了TiO2含量为30wt.％的Al2O3-TiO2纳米复合粉体,将纳米粉体用喷雾干燥法团聚成20-30μm小球,进行等离子喷涂.对喷涂后的涂层进行结构表征和性能测试,结果表明:与单纯的Al2O3纳米涂层相比,TiO2的加入能有效的提高涂层的致密性和硬度.

摘要： 用溶胶-凝胶法制备了TiO2含量为30wt.%的Al2O3-TiO2纳米复合粉体,将纳米粉体用喷雾干燥法团聚成20-30μm小球,进行等离子喷涂。对喷涂后的涂层进行结构表征和性能测试,结果表明:与单纯的Al2O3纳米涂层相比,TiO2的加入能有效的提高涂层的致密性和硬度。

摘要： 本文研究了纳米溶胶TiO2/SiO2的制备以及它们在自清洁毛涤织物上的应用.运用低温溶胶凝胶法成功地制备了TiO/SiO2薄膜,并将它们沉积在毛涤织物上.分别利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层前后的织物进行了表征.结果表明:锐钛矿相的TiO2被成功合成并涂覆在织物上.采用紫外线照射下降解亚甲基蓝的方法评价了其光催化活性,对照实验表明,相同条件下TiO/SiO2相对于纯TiO2对亚甲基蓝的降解率更高,说明TiO/SiO2复合薄膜的光催化活性更强.综上所述,本文研究的TiO2/SiO2涂层光催化自清洁毛涤织物具有潜在的应用前景.

摘要： 本文研究了纳米溶胶TiO2/SiO2的制备以及它们在自清洁毛涤织物上的应用.运用低温溶胶凝胶法成功地制备了TiO/SiO2薄膜,并将它们沉积在毛涤织物上.分别利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层前后的织物进行了表征.结果表明:锐钛矿相的TiO2被成功合成并涂覆在织物上.采用紫外线照射下降解亚甲基蓝的方法评价了其光催化活性,对照实验表明,相同条件下TiO/SiO2相对于纯TiO2对亚甲基蓝的降解率更高,说明TiO/SiO2复合薄膜的光催化活性更强.综上所述,本文研究的TiO2/SiO2涂层光催化自清洁毛涤织物具有潜在的应用前景.

摘要： 本文研究了纳米溶胶TiO2/SiO2的制备以及它们在自清洁毛涤织物上的应用.运用低温溶胶凝胶法成功地制备了TiO/SiO2薄膜,并将它们沉积在毛涤织物上.分别利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层前后的织物进行了表征.结果表明:锐钛矿相的TiO2被成功合成并涂覆在织物上.采用紫外线照射下降解亚甲基蓝的方法评价了其光催化活性,对照实验表明,相同条件下TiO/SiO2相对于纯TiO2对亚甲基蓝的降解率更高,说明TiO/SiO2复合薄膜的光催化活性更强.综上所述,本文研究的TiO2/SiO2涂层光催化自清洁毛涤织物具有潜在的应用前景.

摘要： 本发明涉及一种CrAlBCN涂层、低摩擦耐海水腐蚀纳米复合CrAlBCN涂层及其制备方法。所述CrAlBCN涂层具有nc‑(Al,Cr)N/a‑BN‑a‑C结构。本发明提供的CrAlBCN涂层具有高硬度及结合力，海水环境中低摩擦系数，优越的耐海水腐蚀性能；在海水中与SiC球对磨时，基于摩擦化学反应生成的水合氧化层和石墨碳的润滑作用，其摩擦系数较低于0.3，结合力大于60 N，硬度大于20 GPa，在深海探测设备，海洋资源开采设备，海洋运输设备等海洋环境表面防护领域具有重大的应用前景。

摘要： 碳/碳复合材料纳米碳化硅外涂层的制备方法，首先将碳化硅粉体与异丙醇混合在超声波发生器中震荡后，磁力搅拌得到悬浮液A；向悬浮液A中加入碘单质，超声波发生器中震荡后，磁力搅拌制得溶液B；将溶液B倒入水热反应釜中，然后将带有SiC内涂层的碳/碳复合材料试样夹在水热釜内的阴极夹上，将水热釜放入烘箱中；水热电泳结束后自然冷却到室温；取出试样，干燥即得最终产物纳米碳化硅外涂层保护的碳/碳复合材料。采用水热电泳沉积法能够制备出厚度均一无贯穿裂纹和微孔的外涂层。由于反应在水热釜中一次完成，不需要后期热处理，且工艺设备简单，操作方便，原料易得，所得纳米碳化硅外涂层致密均匀，反应周期短。

摘要： 本发明涉及真空泵用螺杆转子的一种镍铝合金‑纳米陶瓷复合涂层的制备方法，包括将镍铝复合粉末在200°C下热处理保温2小时，然后置于热喷涂系统中，控制喷涂距离80mm～100mm，涂层厚度0.015～0.020mm。然后将纳米陶瓷涂料喷涂在镍铝合金层表面，将制备好的复合涂层置于鼓风干燥箱内，温度150°C，保温时间10～12小时，使涂层完全固化，在螺杆转子表面制得镍铝合金+纳米陶瓷复合涂层。本发明方法所得的复合涂层与基体具有良好的结合力，制备的复合涂层具有高硬度、高耐磨、良好的抗腐蚀性，可延长设备的使用寿命3倍以上，此类真空泵螺杆转子适合不同环境下应用。

摘要： 一种含有纳米碳晶的复合涂层料浆，所述涂层料浆由以下重量份的原料制得：纳米碳晶5～10份、粘结剂55～65份、复合填料30～40份、无机阻燃剂8～15份、助剂8～10份和水20～30份。同时本发明还公开了复合涂层料浆的制备方法及利用其制备复合涂层料浆涂层的方法。本发明使用无机基料制成的涂层表面硬度高，不仅具有较好的耐磨性、耐化学性和耐老化性，同时还具有抗菌和防霉的功效，无烟，不产生有毒气体，而且工艺简单、操作方便、无需特殊设备、成本低廉，且涂层质量好。

摘要： 本发明属于涂料技术领域、尤其涉及其为无机涂料组合物。随着经济的发展，由于人们对环保健康越加重视，室内装修材料、家具存在甲醛、苯、胺的释放，需要一种涂料涂于上述物体表面，既能起到保护作用，本身环保，又能降解有害物质，同时释放负离子，自洁杀菌。本发明陶瓷涂料为纳米级10—100nm氧化物，纳米氧化物采用sol—gel溶胶—凝胶法制备而成，即用含高化学组分的化合物前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解缩合化学反应，在液相中形成稳定的透明溶胶体系，在成膜过程中，基料发生共聚反应及自身缩合反应，纳米氧化物与有机硅化合物之间的共聚及有机硅化合物之间的缩聚反应是陶瓷涂料成膜的基本原理。

摘要： 本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及纤维素纳米纤维‑气凝胶复合材料、复合凝胶、复合涂层和石英纤维。纤维素纳米纤维‑气凝胶复合材料的制备方法，包括：将纤维素纳米纤维和能够形成气凝胶的柔性高分子进行交联反应。利用该纤维素纳米纤维‑气凝胶复合材料形成的涂层能够良好的与石英纤维作用，在有机溶剂中不易脱落，也不易溶胀，且能够耐高温，提升了SPME的检测效果。

摘要： 一种用于制备兼具减反射及透明隔热涂层的复合纳米粉体及涂层的制备方法，属于汽车玻璃及建筑玻璃的制备领域。本发明通过透明隔热的ATO悬浮液的制备、减反射纳米粒子的制备、和减反射纳米粒子@ATO复合纳米粉体的制备得到减反射纳米粒子@ATO复合纳米粉体；随后采用该粒子制备兼具减反射及透明隔热涂层。本发明方法能够制备得到兼具减反射及透明隔热涂层。该涂层可以广泛应用于建筑玻璃、汽车玻璃对透光率要求较高的领域。

摘要： 本发明涉及一种CrAlBCN涂层、低摩擦耐海水腐蚀纳米复合CrAlBCN涂层及其制备方法。所述CrAlBCN涂层具有nc‑(Al,Cr)N/a‑BN‑a‑C结构。本发明提供的CrAlBCN涂层具有高硬度及结合力，海水环境中低摩擦系数，优越的耐海水腐蚀性能；在海水中与SiC球对磨时，基于摩擦化学反应生成的水合氧化层和石墨碳的润滑作用，其摩擦系数较低于0.3，结合力大于60 N，硬度大于20 GPa，在深海探测设备，海洋资源开采设备，海洋运输设备等海洋环境表面防护领域具有重大的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种Ni‑P‑Al2O3‑PTFE纳米复合电镀液与纳米复合涂层及其制备方法与应用，属于电镀技术领域，具体公开了纳米复合电镀液包括以下原料：每1L所述纳米复合电镀液中包括以下原料：硼酸、硫酸镍、氯化镍、柠檬酸钠、糖精钠、十二烷基硫酸钠、次亚磷酸钠、Al2O3溶胶、PTFE乳液；所述纳米复合电镀液溶剂为去离子水。纳米复合电镀液的制备方法为将上述原料混合均匀后，调节溶液pH至4.0‑4.5，再恒温搅拌1‑2h。同时公开了上述纳米复合电解液在纳米复合涂层中的应用以及该纳米复合涂层的制备方法。利用本发明中的复合电解液制备得到的纳米复合涂层具有优良的力学性能，且制备简单，成本低。

摘要： 本发明提供了一种纳米复合材料、铝合金压铸模具表面强化用纳米复合涂层及其应用，该纳米复合材料包括氮化钛纳米晶粒；及包裹所述氮化钛纳米晶粒的包裹层；所述包裹层包括非晶氮化硅和非晶镍，所述非晶镍为金属游离态且均匀弥散分布在所述非晶氮化硅中。将结合层、过渡层与本发明提供的纳米复合材料制备的功能层复合得到的纳米复合涂层处于压应力状态，可以有效防止压铸模具表面热疲劳裂纹产生；纳米复合涂层不含有铝元素，可以有效防止液态或半液态铝与压铸模具表面的粘连；纳米复合涂层具有较高硬度、韧性和热稳定性，可以有效满足压铸模具表面对耐磨性、耐腐蚀性和耐冲蚀性要求。