轻金属表面微弧氧化PTFE同步沉积复合涂层制备与性能研究

【作者】 王亚明； 王树棋； 邹永纯； 贾德昌； 周玉；

【机构】 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所； 哈尔滨工业大学先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工业和信息化部重点实验室；

【摘要】 高比强轻量化金属(铝、镁及钛合金)在航空航天、武器装备、汽车船舶等领域有巨大应用潜力,但其抗腐蚀、耐磨性差限制了其扩大应用。微弧氧化涂层是提高抗腐蚀与耐磨性能的重要途径,但传统微弧氧化陶瓷涂层表面存在孔隙和微裂纹,对抗腐蚀与耐磨性能产生不利影响。我们提出采用PTFE改性溶液匹配特殊微弧氧化条件,利用热场和梯度压力场增强微弧氧化技术(TGEMAO)一步法高效制备具有自调节性的有机-无机双层涂层,外层PTFE对陶瓷内层表面缺陷进行封闭,并获得疏水或超疏水表面[1-3]。微弧氧化实现原位生长陶瓷内层的同时,热场和梯度压力场辅助PTFE纳米粒子的迁移、化学键合和交联固化,使PTFE外层原位沉积交联聚合在多孔陶瓷内层上,形成原位生长陶瓷内层与PTFE封孔外层的双层结构复合涂层;微弧氧化过程中,由于自调节的微纳米结构引起的特殊超疏水表面,使接触角高达156.1°,结合PTFE外层良好的封闭效应,使得涂层具有优异的耐蚀性。与单一微弧氧化涂层相比,复合涂层表现出低的腐蚀电流和高的腐蚀电位;更重要的是,由于腐蚀离子的积累-再沉积和网状微通道在受损区域的封闭,使复合涂层的微观结构在长期浸泡过程中进行自我调节,从而提高了长期化学稳定性。更多还原