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文檔簡介
1、水力機械在服役過程中,因受到嚴重的沖蝕磨損及腐蝕破壞,導致了大量機械零部件被破壞與失效,使得國民經濟損失慘重。因此,對水力機械過流部件的抗腐蝕與沖蝕磨損性能要求越來越高。這樣一來,研發(fā)具有較高耐沖蝕磨損和抗腐蝕性能的涂層,對于保護易損部件、降低能耗、節(jié)約材料、減少工業(yè)生產中安全事故的發(fā)生、提高工業(yè)生產效率就具有重要意義。針對現有環(huán)氧復合涂層研究中存在的不足,本文首先合成出端環(huán)氧基聚氨酯彈性體增韌劑(ETPU),研究ETPU增韌劑對環(huán)氧涂
2、層力學及抗沖蝕磨損性能的影響;在此基礎上,進一步考察SiC表面改性及改性SiC含量對EP/ETPU復合涂層沖蝕磨損及抗腐蝕性能的影響;最后探討了改性玻璃纖維對EP/ETPU/改性SiC復合涂層力學和耐沖蝕磨損性能的影響。主要研究內容及結果如下:
?。?)合成一種端環(huán)氧基聚氨酯彈性體增韌劑(ETPU),研究ETPU對環(huán)氧涂層力學及抗沖蝕磨損性能的影響。結果表明:一定含量的聚氨酯可以提高EP/ETPU共混物的粘接強度;共混物的缺口沖
3、擊性能隨著ETPU含量的增加而出現先增大后降低的趨勢,且ETPU2000的增韌效果要好于ETPU1000;純EP常溫固化DSC曲線出現典型的放熱峰,表明常溫條件下純EP固化不完全,但是加熱固化后的DSC曲線無此特征,表明固化反應完全;隨著ETPU2000含量的增加,復合材料玻璃化轉變溫度向低溫移動,并且均低于純EP加熱固化后的玻璃化轉變溫度;ETPU2000能夠顯著提高EP涂層的抗沖蝕磨損性能,其沖蝕磨損失重量在ETPU2000含量為1
4、5%時達到最小。
?。?)對SiC進行表面改性,考察改性SiC及其用量對EP/ETPU復合涂層力學和耐沖蝕磨損的影響。將改性SiC加入到EP/ETPU體系中后,涂層的粘接強度所有下降。同時EP/ETPU/改性SiC復合涂層的沖擊強度也隨著改性SiC的增加而下降;隨著改性SiC含量的增加,硬度先上升后下降,在改性SiC含量為60%時達到最大值13.5HB;改性SiC顆粒能夠顯著提高EP/ETPU涂層的抗沖蝕磨損性能,其沖蝕磨損失重
5、在改性SiC含量為60%時達到最小。
(3)在(2)的基礎上,進一步考察涂層固化工藝、SiC表面改性及其含量對環(huán)氧復合涂層抗腐蝕行為的影響。結果表明:加熱固化后復合涂層的抗腐蝕性能較好,而常溫固化體系對金屬的保護較弱,涂層/金屬界面易剝離,酸性介質容易進入金屬表面。SiC表面改性后引入了親油性硅氧烷結構且其表面的環(huán)氧基團與固化劑反應,使得涂層對酸性腐蝕介質屏蔽作用增強。當改性SiC含量為60%時涂層抗腐蝕性能最佳,經腐蝕液浸泡
6、240h后,復合涂層的容抗弧半徑、低頻阻抗值均較大,腐蝕電流密度和自腐蝕電位較小。
?。?)考察改性GF對EP/ETPU/改性SiC復合涂層沖蝕磨損性能的影響,結果表明:隨著改性GF含量的增加,復合涂層粘接強度與沖擊強度均表現出先上升后略有下降的趨勢。沖蝕磨損性能及沖蝕面SEM測試表明,隨著改性GF的增加,復合涂層的沖蝕磨損失重量先下降后上升。當改性GF添加量為8%時,其在復合涂層中分散效果最好,同時還能夠有效的吸收沖蝕能量,阻
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