纳米材料涂层的组成与体系根据纳米涂层材料的组成将其分为三类:完全为一种纳米材料体系、两种(或以上)纳米材料构成的复合体系,称0—0复合;添加纳米材料的复合体系,称为O—2复合。传统涂层技术添加纳米材料,可使传统涂层的功能得到飞跃提高,技术上勿需增加太大的成本。这种纳米添加的复合体系涂层很快就可走向市场展示出强劲的应用势头。利用现有的涂层技术,针对涂层的性能,添加纳米材料,都可以获得纳米复合体系涂层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体,也可以是粉末颗粒或是纤维,用于表面修饰、包覆、改性或增添新的特性常州卡奇的涂层是否结实耐用?欢迎来电咨询常州卡奇!金属涂层检测机构
通过在C膜中掺杂Cr元素,形成的涂层材料镀在SS316不锈钢基体上表现出十分优异的耐蚀性和电导率(表面镀覆含Cr元素的碳层后,其腐蚀电流密度为μA/cm2、接触电阻为Ω·cm2),完全可以满足双极板性能指标。这种通过在C膜中掺入其他合金元素形成的涂层可以作为不锈钢双极板的备用材料之一。此外,性能较好的涂层材料还有Ti-(Ti,Cr)N-CrN、Zr-C/a-C(不定形碳)、Cr-N-C、Cr-C等,这些涂层也均有良好的耐蚀性和电导率,都可以作为SS316不锈钢双极板的备用涂层材料。然而,TaNx(腐蚀电流密度为1~10μA/cm2,接触电阻为42~82mΩ·cm2)[37]、PbO2(腐蚀电流密度为μA/cm2)[40]以及CrN(接触电阻为23mΩ·cm2)等涂层材料不满足双极板性能要求,可能是由于涂层材料与基体的结合性差,从而引起腐蚀电流密度和接触电阻的升高。江苏氧化铬涂层加工涂层厂家直供优势。欢迎来电咨询常州卡奇!
但接触电阻有明显的差别,从大到小的顺序为SS304、SS316、Ti-6Al-4V、纯Ti。与不锈钢相比,钛合金有与之接近的腐蚀电流密度,且有更低的接触电阻。因此,综合耐蚀性和导电性来看,钛合金比不锈钢更适合作为双极板基体材料。与不锈钢和钛合金相比,铝合金在模拟电池环境下具有良好的导电性能(SS304>SS316>Ti-6Al-4V>AA5052>纯Ti>AA5083),但腐蚀电流密度过大(AA5083>AA5052>Ti-6Al-4V>SS316>SS304>纯Ti),这可能是由于铝合金表面形成的氧化膜不致密造成的。因此,在综合性能上,不锈钢和Ti合金比Al合金更适合作为双极板的基体材料。金属表面形成的钝化膜降低了材料的腐蚀速率,但增加了接触电阻,通过在金属表面镀涂层,可以提高金属材料表面的耐蚀性和电导率。通过在不同的金属基体材料表面镀CrN后,双极板材料的电流密度和耐蚀性得到了明显改善。镀涂层后不同的合金材料在模拟电池环境下的腐蚀电流密度从大到小的顺序为AA5083、SS316、SS304,接触电阻从大到小的顺序为SS304、SS316、AA5083。在不锈钢上镀CrN获得了优异的性能,且能满足双极板的性能要求。但与不锈钢相比,在铝合金上镀CrN表现出较大的腐蚀电流密度。
本成果针对国内外重防腐涂料这一现状,从以下几个方面进行了改进:(1)对环氧树脂进行结构改性,引入了具有“盾牌”效应的结构,从而使涂层的耐水性和对溶剂等的耐受性很大提高;(2)固化剂结构中引入了支化结构,固化剂分子量大但粘度很低,利于锌粉的分散;(3)在环氧乳液中分散有5%。经过改性的氧化石墨烯,设计制备了新一代氧化石墨烯-富锌重防腐水性涂料体系,产品充分利用石墨烯纳米片状结构对水的渗透性的屏障功能和锌粉的阴极保护相结合,具有高效防腐性能。该体系具有粘度低,气VOC特点,该组分经(50±2)℃热储30d后,稳定性为10级,调刀刀面无沉降触感。绝缘漆、塑料、橡胶都怕高温!
进行涂层设计时,首先要了解工件服役情况和工件表面应具备的性能,准确判定工件的失效原因,例如工件工作的介质、温度、受力的性质和大小、工件的材质、组织、尺寸等,从而确定对涂层的要求,包括结合强度、硬度、厚度、孔隙的多少及大小、表面精度、耐磨、耐蚀、耐热或其它性能。软支承表面用涂层软支承表面是指可以使润滑剂中携带的磨料粒子嵌入涂层中,也允许变形以调整支承表面的涂层。这种涂层的磨损优先于其配合表面,设计时应考虑低成本材料。喷涂材料多为有色金属,如铝青铜、磷青铜、巴氏合金和锡等。对这类涂层必须提供良好的润滑,不然磨损率将会增大;支承的涂层必须软,以捕集滑剂夹带的磨粒。热喷涂涂层的固有性能增加了它作为支承涂层的适应性。微孔的作用犹如润滑剂的储存器,同时由于降低了粒子的熔合,而具有较小的粘着磨损倾向。表面粗糙度对支承性能也起一定作用,粗糙表面一般有较高的磨损率,但精细表面不会形成贮藏磨粒的凹槽。这类涂层常用于巴氏合金轴承;水压机轴套;止推轴承瓦;活塞导承;压缩机十字头滑块。涂层的特点分析。欢迎来电咨询常州卡奇!常州氧化铝钛涂层技术
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钛合金基体与涂层:钛合金材料具有密度小、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点,但钛合金在高温或酸性条件下表面也会形成钝化膜,导致膜电极扩散层和双极板间的接触电阻增大,降低燃料电池的输出功率。由于钛合金表面容易形成电导率低的钝化膜,因此,钛合金不能直接作为双极板投入使用。与不锈钢和铝合金类似,钛合金可以通过在表面镀涂层的方法提高其耐蚀性和电导率,以满足双极板的性能要求。如表4所示,没有涂层的Ti-6Al-4V在模拟电池环境下的腐蚀电流密度为μA/cm2,接触电阻为87mΩ·cm2,通过在其表面镀覆一层ZrC或ZrCN,其腐蚀电流密度分别为μA/cm2和μA/cm2,接触电阻分别降至Ω·cm2和Ω·cm2;纯Ti在模拟电池环境下的腐蚀电流密度和接触电阻分别为μA/cm2和37mΩ·cm2,在其表面镀TiN后的腐蚀电流密度和接触电阻分别为μA/cm2和Ω·cm2。由此可见,镀层后的Ti合金基本可以满足性能要求。相比上述涂层材料而言,在Ti-6Al-4V表面镀Zr则表现出较低的接触电阻(40mΩ·cm2),不能满足双极板的性能要求。不同金属材料在电池环境中的性能是不相同的,如何选择合适的双极板基材也是燃料电池广泛应用的关键。不锈钢和钛合金在模拟电池环境下的腐蚀电流密度接近。金属涂层检测机构