镁合金超双疏防腐涂层的制备及其性能研究
发布时间：2021-08-09 16:30
镁合金是最轻的金属结构材料且具有许多独特的性能,因此被广泛应用于各种领域,例如3C产品、汽车制造、航空航天零部件和生物医学等。然而,由于镁具有较高的电负性,并且镁合金表面自然形成的MgO/Mg（OH）2膜具有高的孔隙率,因此镁合金暴露在环境中极易发生腐蚀。近年来,仿生超浸润表面在防腐、自清洁、防污、防结冰等领域的应用受到广泛关注。因此,本论文开发了两种镁合金超双疏防腐涂层,深入研究了涂层的润湿性和耐腐蚀性并揭示了防腐机制。主要研究内容和结果如下:首先,通过将传统的环氧树脂粘结层和全氟癸基聚硅氧烷改性SiO2超双疏涂层相结合,成功制备了镁合金超双疏防腐涂层。通过润湿性和电化学性能测试发现:该涂层不仅具有优异的超双疏性(CA水=166°,SA水=1°,CA正十六烷=163°,SA正十六烷=3°),而且防腐性能突出,其腐蚀电流密度和低频阻抗模量分别为7.154×10-12A/cm2和1010ohm...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
腐蚀污染环境的照片
芰Τ莆?笫?浴?930年，Osterh[33]等人将润湿现象分为三种类型，即沾湿、浸湿和铺展润湿。沾湿即为液体排斥和代替固体表面的空气，但是并没有完全铺展的过程。在沾湿的过程中固-气和气-液界面消失，并且形成新的固-液界面。而浸湿是指固体表面的气体全部被液体替代的过程。在浸湿过程中，气-液界面无明显变化，而固-气界面被固-液界面取代。铺展润湿是指固体表面与液体接触后，液体自发铺展成膜的过程。铺展润湿的结果是固-气界面消失和形成新的固-液界面和气-液界面。1.2.2固体表面润湿性理论基础（1）Young’s方程图1.2固体表面接触角定义图Figure1.2Definitionofcontactangleonsolidsurface1805年，Young首次提出接触角的定义，即当液滴和理想的固体表面相互接触时，固-液表面之间会形成一定的角度，即为接触角，通常用θ表示（图1.2）。由于当液滴在固体表面平衡时，固、液、气三相点处所受的合力为零。因此，可得出公式（1.1）[34]。cosθ=(γs-g–γs-l)/γl-g（1.1）公式（1.1）即为经典的Young’s方程，其中θ为接触角；γs-g、γs-l、γl-g分别代表固-气、固-液、液-气界面的表面张力。因此，根据接触角的大小可判断固体表面的润湿性。当θ=0°时，液体能够完全润湿表面；当0°<θ<90°时，液体能够润湿固体表面；当90°<θ<180°时，液体不能润湿固体表面；当θ=180°时，固体表面完全不润湿。然而，Young’s方程只适用于理想的固体表面，也就即固体表面的化学组成均匀、表面平整、光滑、不变形并且各向同性，忽略了液滴和基底之间的真实相互作用和一些其他外力。然而，在实际中只存在非理想的固体表面，因此表面润湿性理论还需要进一步的发展。（2）Wenzel模型基于Young’s方程，1936年Wenzel[35]等人对Young’s方?
硕士学位论文3（图1.3）。根据Wenzel模型方程可知，当0°<θ<90°时，接触角随着表面粗糙度的增大而减小，因此，表面粗糙度越大则表现的越亲水；当90°<θ<180°时，接触角随着表面粗糙度的增大而增大，因此，表面粗糙度越大则表现的越疏水。然而，Wenzel模型只适用于固-液两相完全润湿的状态，其仍然存在一定的局限性。图1.3Wenzel模型示意图Figure1.3Wenzelstateofthewaterdropletonthesolidsurface（3）Cassie-Baxter模型图1.4Cassie-Baxter模型示意图Figure1.4Cassie-Baxterstateofthewaterdropletonthesolidsurface1944年，Cassie和Baxter在前人的研究基础上对Wenzel模型做了进一步的拓展和修正提出了Cassie-Baxter模型（图1.4）。Cassie和Baxter[36]认为液滴并没有填满固体表面上的凹槽，而是在液滴的下面存在着一层截留的空气，因此他们认为液滴在粗糙不均匀表面上的接触是一种复合接触。Cassie和Baxter假设固体表面由组分1和组分2两种物质组成，而这两种物质的表面是以极小快的形式均匀分布，并且结合Wenzel方程得出了适合表面粗糙并且非均相的Cassie-Baxter方程，见式（1.3）。cosθr=f1cosθ1+f2cosθ2（1.3）式中θr为表观接触角；θ1和θ2分别为成分1和成分2的本征接触角；f1和f2分别为成分1和成分2的表观面积分数，其中f1+f2=100%。由于空气对水的接触角为180°，因此公式（1.3）可变形为下式：cosθr=f1(cosθ1+1)–1（1.4）由公式（1.4）可知，固体表面的表观接触角随着f1的减小而增大。因此，
【参考文献】：
期刊论文
[1]长输油气管线泄漏的水土环境防控[J]. 丁阳,刘鑫磊,杨鹏,高早晨,刘俊建. 石化技术. 2019(12)
[2]我国山地管道设计建设投产技术标准现状研究[J]. 伦昌海,李向南,张跃雷,朱海强,马伟平. 天然气与石油. 2017(02)
[3]国内外油气管道事故案例分析[J]. 房剑萍. 石油和化工设备. 2016(09)
[4]浅析油气管道防腐技术的应用[J]. 武德任. 化工管理. 2016(21)
[5]中原油田油气管道占压、腐蚀优化改造[J]. 宋燕. 内蒙古石油化工. 2015(Z1)
[6]输油管道泄漏爆炸事故抢险战法初探——以山东省青岛市“11.22”中石化东黄输油管道爆炸事故抢险为例[J]. 于志军,刘清伟. 消防界(电子版). 2015(02)
本文编号：3332411
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
腐蚀污染环境的照片
芰Τ莆?笫?浴?930年，Osterh[33]等人将润湿现象分为三种类型，即沾湿、浸湿和铺展润湿。沾湿即为液体排斥和代替固体表面的空气，但是并没有完全铺展的过程。在沾湿的过程中固-气和气-液界面消失，并且形成新的固-液界面。而浸湿是指固体表面的气体全部被液体替代的过程。在浸湿过程中，气-液界面无明显变化，而固-气界面被固-液界面取代。铺展润湿是指固体表面与液体接触后，液体自发铺展成膜的过程。铺展润湿的结果是固-气界面消失和形成新的固-液界面和气-液界面。1.2.2固体表面润湿性理论基础（1）Young’s方程图1.2固体表面接触角定义图Figure1.2Definitionofcontactangleonsolidsurface1805年，Young首次提出接触角的定义，即当液滴和理想的固体表面相互接触时，固-液表面之间会形成一定的角度，即为接触角，通常用θ表示（图1.2）。由于当液滴在固体表面平衡时，固、液、气三相点处所受的合力为零。因此，可得出公式（1.1）[34]。cosθ=(γs-g–γs-l)/γl-g（1.1）公式（1.1）即为经典的Young’s方程，其中θ为接触角；γs-g、γs-l、γl-g分别代表固-气、固-液、液-气界面的表面张力。因此，根据接触角的大小可判断固体表面的润湿性。当θ=0°时，液体能够完全润湿表面；当0°<θ<90°时，液体能够润湿固体表面；当90°<θ<180°时，液体不能润湿固体表面；当θ=180°时，固体表面完全不润湿。然而，Young’s方程只适用于理想的固体表面，也就即固体表面的化学组成均匀、表面平整、光滑、不变形并且各向同性，忽略了液滴和基底之间的真实相互作用和一些其他外力。然而，在实际中只存在非理想的固体表面，因此表面润湿性理论还需要进一步的发展。（2）Wenzel模型基于Young’s方程，1936年Wenzel[35]等人对Young’s方?
硕士学位论文3（图1.3）。根据Wenzel模型方程可知，当0°<θ<90°时，接触角随着表面粗糙度的增大而减小，因此，表面粗糙度越大则表现的越亲水；当90°<θ<180°时，接触角随着表面粗糙度的增大而增大，因此，表面粗糙度越大则表现的越疏水。然而，Wenzel模型只适用于固-液两相完全润湿的状态，其仍然存在一定的局限性。图1.3Wenzel模型示意图Figure1.3Wenzelstateofthewaterdropletonthesolidsurface（3）Cassie-Baxter模型图1.4Cassie-Baxter模型示意图Figure1.4Cassie-Baxterstateofthewaterdropletonthesolidsurface1944年，Cassie和Baxter在前人的研究基础上对Wenzel模型做了进一步的拓展和修正提出了Cassie-Baxter模型（图1.4）。Cassie和Baxter[36]认为液滴并没有填满固体表面上的凹槽，而是在液滴的下面存在着一层截留的空气，因此他们认为液滴在粗糙不均匀表面上的接触是一种复合接触。Cassie和Baxter假设固体表面由组分1和组分2两种物质组成，而这两种物质的表面是以极小快的形式均匀分布，并且结合Wenzel方程得出了适合表面粗糙并且非均相的Cassie-Baxter方程，见式（1.3）。cosθr=f1cosθ1+f2cosθ2（1.3）式中θr为表观接触角；θ1和θ2分别为成分1和成分2的本征接触角；f1和f2分别为成分1和成分2的表观面积分数，其中f1+f2=100%。由于空气对水的接触角为180°，因此公式（1.3）可变形为下式：cosθr=f1(cosθ1+1)–1（1.4）由公式（1.4）可知，固体表面的表观接触角随着f1的减小而增大。因此，
【参考文献】：
期刊论文
[1]长输油气管线泄漏的水土环境防控[J]. 丁阳,刘鑫磊,杨鹏,高早晨,刘俊建. 石化技术. 2019(12)
[2]我国山地管道设计建设投产技术标准现状研究[J]. 伦昌海,李向南,张跃雷,朱海强,马伟平. 天然气与石油. 2017(02)
[3]国内外油气管道事故案例分析[J]. 房剑萍. 石油和化工设备. 2016(09)
[4]浅析油气管道防腐技术的应用[J]. 武德任. 化工管理. 2016(21)
[5]中原油田油气管道占压、腐蚀优化改造[J]. 宋燕. 内蒙古石油化工. 2015(Z1)
[6]输油管道泄漏爆炸事故抢险战法初探——以山东省青岛市“11.22”中石化东黄输油管道爆炸事故抢险为例[J]. 于志军,刘清伟. 消防界(电子版). 2015(02)
本文编号：3332411
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