【所属领域】
新材料
【痛点问题】
我国正积极发展成为海洋强国,其中海洋工程装备的发展和建设是战略中的关键要素。然而,海洋环境恶劣,对海工装备带来了巨大的挑战,包括海水腐蚀、微生物腐蚀、浪潮冲刷,尤其是摩擦和腐蚀的耦合作用容易导致装备失效和损坏,给应用单位带来了极大的经济损失。
为提高海工装备的寿命,业界通常采用的方法是在装备表面应用防护性涂层。目前广泛使用的防护涂层分为四类:高分子涂层、金属基涂层、金属陶瓷涂层和陶瓷涂层。然而,这些涂层存在的痛点包括:要么防腐不耐磨,要么耐磨不防腐,结合强度低,或表现出极端脆性。因此,开发新型的涂层材料和技术对提高海工装备的性能至关重要。
【成果介绍】
Fe基非晶-纳米晶涂层兼具高耐蚀耐磨特性,被视为海洋工程领域最具潜力涂层材料。本技术的突破有望解决当前海工装备表面防护涂层防腐不耐磨、耐磨不防腐、结合力低等卡脖子难题。
1)针对常规应用场景,提供超音速火焰喷涂制备的Fe基非晶纳米晶涂层方案,孔隙率低于1%,界面结合强度>40 MPa,表面硬度>800 Hv,耐蚀性能达到不锈钢100倍,耐磨性能优于硬Cr涂层。
2)针对界面结合有特殊需求的应用场景,提供超高速激光熔覆非晶纳米晶涂层方案,界面冶金结合,孔隙率低于0.2%,表面硬度>800 Hv,耐蚀性能优于不锈钢,抗冲击性能优于硬Cr涂层和热喷涂陶瓷涂层。
3)针对水下应用场景,提供防腐防污一体化Fe基非晶纳米晶涂层、耐磨防污一体化涂层解决方案,抗菌性能大于95%,耐盐雾腐蚀>3000h,耐生物污损性能<5%(污损面积),耐磨性能优于商用防污涂层5倍。
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图1 非晶纳米晶图层样件及性能
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图2 优异的多尺度海洋抗污性能
【技术优势】
现有的涂层材料要么防腐不耐磨,要么耐磨不防腐,结合强度低,或表现出极端脆性(陶瓷涂层)。Fe基非晶-纳米晶涂层具有耐蚀耐磨一体化特性,而且通过特殊的表面改性技术,可以实现防腐防污一体化、耐磨防污一体化,具有独特的性能优势。
【资质荣誉】
2021年教育部自然科学奖二等奖
2022年湖北省自然科学奖三等奖
【技术成熟度】
已有样品/样机。
【产业化应用】
非晶涂层技术作为防腐耐磨一体化涂层共性技术,可应用于对耐腐蚀、耐磨性能要求较高的各类关键零部件。
知识产权
该成果包括10余项已授权中国发明专利。
合作方式
专利许可、专利转让、作价入股、技术开发、面谈等。
【联系方式】
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