耐磨减摩耐腐蚀抗高温石墨烯/碳纳米管增强陶瓷涂层制备、性能及其机理研究

基本信息
批准号:51675232
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:赵永武
学科分类:
依托单位:江南大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:倪自丰,黄华栋,刘敬春,卞达,黄国栋,陈国美,郭永信,王宏跃
关键词:
石墨烯/碳纳米管增强陶瓷涂层抗高温耐磨减摩耐腐蚀
结项摘要

Chemically bonded ceramic coatings are used widely in the field of metallurgy, electric power, coal machinery, etc. own to the advantages of easy on-site usage, environmentally friendly application, antiwear, and corrosion resistance at high temperature. A new kind of ceramic coating reinforced by graphene and carbon nanotubes with low friction, good antiwear and high corrosion resistance at high temperature will be developed in the project. The influence mechanism of graphene/carbon nanotubes to low friction, good anti-wear and high corrosion resistance of the coating will be identified by the investigation of frictional behavior and corrosion behavior. Furthermore, the stress distribution of coating under high temperature will be analyzed by finite element analysis to establish the theoretical guidance to enhance the bond strength of the ceramic coating with the metal substrate. The investigations of this project can establish the leading technique with our own intellectual property. Furthermore, this study can also provide insights into application of the ceramic coating in the fields of the metallurgy, electric power, chemical industry, waste incineration, aerospace, and national defense, etc.

胶黏陶瓷涂层由于易施工、耐磨损、耐腐蚀和耐高温等性能在煤矿机械等井下设备,冶金、电力工业生产设备等领域得到广泛应用。本项目通过植入石墨烯/碳纳米管使胶黏陶瓷涂层获得更加优异的耐磨减摩、耐腐蚀性能。研究涂层各组分的匹配关系,确定获得结合牢靠、致密的涂层制备工艺;通过研究石墨烯/碳纳米管增强涂层摩擦磨损行为、腐蚀行为,以及石墨烯/碳纳米管植入对涂层微观结构及成分的影响,确定石墨烯/碳纳米管对于胶黏陶瓷涂层耐磨减摩及耐腐蚀影响机制;此外,通过研究服役条件下,涂层体系的应力分布规律,从理论上确定提高涂层/基体结合强度的理论方法。从而获取具有自主知识产权的胶黏陶瓷复合涂层。该项目的研究对于推动陶瓷涂层技术在冶金、电力、化工、垃圾焚烧、航空航天技术和国防等领域的更广泛应用具有重要的理论价值和实际意义。

项目摘要

针对胶粘陶瓷涂层存在耐磨性能和耐腐蚀性能不佳的难题,采用石墨烯和碳纳米管为增强剂强化涂层相应性能。通过对涂层固化工艺,石墨烯和碳纳米管与涂层界面调控,耐磨损机理和耐腐蚀机理研究,实现了耐磨损耐腐蚀胶粘陶瓷涂层制备方法。主要研究成果包括:(1)采用理论与试验相结合的方法,研究了涂层固化温度和厚度对涂层耐磨损和耐腐蚀性能影响规律;(2)通过对涂层摩擦学行为研究,揭示了单一石墨烯,碳纳米管以及石墨烯/碳纳米管提高涂层耐磨损性能影响机制;(3)通过电化学性能表征,阐述了单一石墨烯,碳纳米管以及石墨烯/碳纳米管提高涂层耐腐蚀性能的机理;(4)从石墨烯和碳纳米管与涂层界面调控出发,制备相应石墨烯和碳纳米管杂化材料,确定杂化机制以及杂化石墨烯和碳纳米管对涂层耐磨损和耐腐蚀性能影响规律。本项目研究成果对于指导冶金、电力、垃圾焚烧、航空航天技术和国防等领域涂层保护技术具有重要的借鉴意义和推广价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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