13:21 2021年10月16日
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镁合金目前广泛用于各个工业领域,包括汽车和飞机零件制造。这种材料不仅很轻,而且非常坚固,但同时也有明显缺陷:易受腐蚀和磨损。因此,设备使用寿命越来越短,而且常常需要昂贵的维修或替换。

为给这种材料提供保护,专家正在研发一种涂层,既防止侵蚀性环境破坏合金部件和结构,而且还具备非防腐功能。然而,涂这种涂层通常要在高温之下,而高温往往导致出现瑕疵:小孔和微裂纹。因此,如果长时间暴露在侵蚀性环境中,涂层无法完全保护机械零件不被腐蚀。

俄罗斯科学院远东分院化学研究所电化学系统和表面改性工艺部门专家发明了一种为镁合金涂含有聚合物的保护性复合涂层的新方法,可形成几乎没有瑕疵的表面结构。

此项研究获得俄罗斯科学基金会的资助,相关论文发表在《Journal of Magnesium and Alloys》杂志上。

专家将超分散聚四氟乙烯作为材料之一,其获取方法也是俄罗斯科学院远东分院化学所发明。这种聚合材料在日常生活中用于餐具不沾涂层,耐热、耐寒、弹性好而且具有很好的防水性。此外,它的化学稳定性胜过所有已知合成材料,不受酸碱影响。

专家用全新的方法将复合涂料涂在镁合金样本上:用等离子体电解氧化(PEO)技术,再喷涂聚合物。先在合金表面涂上类陶PEO涂层,然后在涂层的小孔和表面均匀喷涂超分散聚四氟乙烯粉末,最后将样本放在300°С的炉内烘干。

这样获得的涂层,瑕疵仅为PEO涂层的三分之一,因为聚合物会渗入小孔和微裂缝,将之封闭。在复合涂层的保护下,镁合金样本比未处理的材料更耐腐蚀。如果反复喷涂,保护性会更强。

为检验涂层的耐磨性,专家对样本进行了长时间的摩擦测试。结果显示,带有复合涂层的合金失去完整性(磨损)的速度比带有基本PEO涂层的合金慢27倍。

俄罗斯科学院远东分院化学研究所生物医学用复合涂层实验室资深研究员、化学副博士、项目负责人康斯坦丁·纳达拉亚表示:“我们的方法的优势在于工艺简单,有自动化可能,且价格低廉。这种方法有助于解决腐蚀和磨损问题,从而可以避免以高昂价格频繁更换镁合金零件。” 

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