SiO2纳米粒子对溶胶凝胶涂层性能的影响.pdf

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1、第28卷第5期无机化学学报Vo1．28No．52012年5月CHINESEJ0URNAL0FIN0RGANICCHEMISTRY873880SiO2纳米粒子对溶胶凝胶涂层性能的影响刘建华，王强I于美李松梅1詹中伟1章骏z王邈2(北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191)(中国商飞上海飞机设计研究院，上海200232)摘要：在高强钢表面制备了防护性溶胶凝胶涂层，并研究了不同浓度二氧化硅纳米粒子的加入对于涂层形貌、耐蚀性和硬度的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)观察了涂

2、层的微观结构和成分：采用显微硬度计测试了涂层的硬度：采用电化学方法研究了二氧化硅纳米粒子的浓度对于涂层耐蚀性能的影响：采用傅里叶红外光谱研究涂层的化学结构．进而探讨了二氧化硅纳米粒子对于涂层的强化机理。结果显示涂层加入二氧化硅纳米粒子的最佳浓度为500mg．L-1．此条件下的涂层表面均匀致密，有较高的硬度并且在3．5％NaC1溶液中体现出较好的耐蚀作用。纳米粒子在溶胶中反应形成活性羟基基团并与硅烷发生反应生成空间网状结构．从而强化涂层关键词：腐蚀防护；溶胶凝胶；涂层；二氧化硅；纳米粒子中图分类号：

3、TG174文献标识码：A文章编号：1001．4861(2012)05．0873．08EffectofSilicaNanoparticlesonPerformanceofSol-GelCoatingsLIUJian—Hua，WANGQiangYUMeiLISong-HaiZHANZhong-WeiZHANGJunWANGMiao(MaterialsScienceandEngineenng,BeihangUniversity,Beijing100191，China)(2ShanghaiAircraft

4、DesignandResearchInstitute，Shanghai200232，China)Abstract：Sol—gelcoatingsforcorrosionprotectionwerefabricatedonhighstrengthsteel30CrMnSiA．Theeffectofsilicananoparticlesonperformanceofsol—gelcoatingswasstudied．Themorphologyandchemicalcompositionofthecoa

5、tingswereinvestigatedbyusingscanningelectronmicroscopy(SEM)andenergydispersivespectrometry(EDS)，respectively．Thehardnessofthecoatingswastestedbyusingmicroscopichardnessmeters．Thecorosionresistanceofthecoatingswasstudiedbyelectrochemicalimpedancespectr

6、oscopy(EIS)duringimmersionin3．5％NaC1solution．Fouriertransforminfraredspectroscopy(FFIR)wasusedtostudythechemicalstructureofthecoatings．Theresultsdemonstratethattheoptimalconcentrationofsilicananoparticlesis500mg·L-ITunderwhichthecoatingsareofthebestpe

7、rformancewithuniformsurface，densestructure，highhardnessandexcellentcorosionresistance．Thedopedsilicananoparticlesgenerateactivehydroxylgroupsinthesol，formcovalentbondswiththecoatingmatrix，andthusstrengthenthecoatings．Keywords：corrosionprevention；sol—g

8、el；coatings；silica；nanoparticles高强钢在自然条件下极易发生腐蚀破坏．从而造有机无机杂化的溶胶凝胶涂层作为一种新型成巨大的损失。传统的高强钢防护涂层有镉和锌金属的表面防护涂层．具有与金属基体结合力强、对环涂层、电镀镍和电镀铬涂层以及磷酸盐转化膜【l-31。境无危害和工艺流程简单等优点．同时克服了无机收稿日期：2011-09．23。收修改稿日期：2011-11-18。国家自然科学基金(N0．51171011)资助项目。通讯联系人。E—mail：liujh