铝合金和镁合金等轻质金属材料在交通运输、航空航天等要道鸿沟平时应用，但其性能阐扬和安全投军常因腐蚀失效而受限。在装备轻量化波浪中，铝镁合金材料既要“身轻如燕”又要“百毒不侵”，对防腐时代建议了近乎淡漠的要求。这类材料的传统保护涂层仅能被迫防护，一朝受损，不仅失效，还可能激励更严重的局部腐蚀。若何让涂层更智能、主动地搪塞腐蚀已成为行业顺心的遑急课题。
近日赢得中国腐蚀与防护学会科学时代奖(当然科学类)一等奖的“铝镁轻合金智能长效防腐涂层耐蚀机理及构建”效用，通过对缓蚀剂灵验性、纳米容器反映性、涂层功能性3个维度的优化假想，开拓了一系列具有多重树立机制及协同作用的自树立防腐涂层，建设了“高效缓蚀剂—主客体纳米容器—涂层结构”的多层级涂层构建纪律。驾御该时代开拓出的具有主动防护和自树立才调的智能防腐系列涂层受到平时招供。
感应腐蚀介质 主动开启防护
“传统涂层独一物理抵触作用，不错长入为一层普通的膜，而智能防腐涂层则访佛于东谈主的皮肤，其中添加了一种格外的‘纳米胶囊’，好像强横感知腐蚀介质的存在，主动阐扬防护作用，在涂层受损后还能使其‘自愈’。”该效用主要完成东谈主、北京石油化工学院新材料与化工学院副证据张优先容谈。
据了解，张优与其科研团队针对新一代装备长命命、轻量化制造的新挑战，围绕铝镁轻合金防腐涂层的共性科常识题，开展了智能缓蚀剂假想、制备和机理联系，自树立耐蚀涂层体系假想，多功能涂层构建及应用等责任，建设了铝镁轻合金的防腐涂层假想表面与新纪律。
关于该效用的耐蚀机理及构建纪律，张优默示，为收场涂层智能、长效防腐，团队从缓蚀剂、纳米容器、涂层构建3个维度开展表面联系责任。他们开拓的智能防腐涂层不仅提供被迫防护，还具备主动防护和自主树立才调，从而达到延迟使用寿命、符合复杂多变环境的主义。
若何收场主动防护和自主树立?张优将中枢材料天真地比作“纳米胶囊”，其责任旨趣访佛于东谈主体皮肤的自我树立机制，它的外壳是纳米容器，里面装载的是不错降速金属腐蚀的缓蚀剂。纳米容器好像智能感应外界腐蚀信号的存在，进而精确触发缓蚀剂的开释；缓蚀剂会在金属名义快速酿成精细的保护膜，灵验拒绝腐蚀介质与金属的斗殴，访佛于东谈主体伤口凝血痂皮的历程。该时代具有两大更始功能：一是主动驻扎，在腐蚀初期就实时反映；二是自我树立，当局部保护膜受损时，左近的纳米胶囊会开释缓蚀剂酿成新防护层。
缓蚀剂按需开释 让树立更高效
该效用袭取的“纳米胶囊”结构，以及“提纲振领”的缓蚀剂，齐指向团结个策动：把缓蚀剂用在“刀刃上”，让涂层树立灵验且高效。
“纳米胶囊”结构让缓蚀剂物尽其用。张优指出，“纳米胶囊”结构可驻扎缓蚀剂露馅。若是径直在涂层中添加缓释剂，缓释剂可能早早就露馅出去了，加入纳米容器中，不错收场缓蚀剂按需开释，即感应到外界腐蚀介质后才会开释，像是一种‘会想考’的防腐涂层时代。”她说。
针对不同投军场景，团队筛选出高匹配缓蚀剂，作念到“提纲振领”。张优默示：“航母和舰船处于海洋腐蚀介质环境中，靠近高氯离子浓度的盐雾腐蚀风险，其里面的镁铝等轻合金零部件更容易发生腐蚀。在涂层中加入针对海洋环境的缓蚀剂，不错灵验驻扎或减缓材料的腐蚀。在日常交通运输鸿沟，该涂层的应用场景也至极平时。跟着新动力汽车对整车轻量化的要求不休普及，越来越多的出产商开动袭取铝镁合金等轻质材料制造零部件。同期，飞机的蒙皮也常袭取铝合金材料，这些鸿沟齐需要高效的防腐涂层。”
攻克多项繁难 效用广受招供
在研发历程中，联系团队靠近诸多学术繁难。张优默示，率先，缓蚀剂与金属名义的缓蚀机理十分复杂，传统联系研发周期长、本钱高，现在尚无统一的表面迷惑；其次，业界尚穷乏纳米容器负载缓蚀剂的联系表面，纳米容器负载容量不及、反映开释功能单一、制备工艺复杂等要道问题有待管制；终末，传统底涂用移动膜滋长存在弱势、功能通俗、耐蚀性不及等规章要素，增强基体耐蚀性和普及基体与名义涂漆的连协力，已成为多鸿沟轻合金长命命防腐的遑急课题。
面对上述繁难，团队逐个攻克。率先，连合高通量腐蚀电化学测试与表面筹备，从微区电化学角度和热力学角度揭示了缓蚀剂的微不雅作用与调控机制，为不同轻合金体系建设了高效缓蚀剂假想原则。其次，更始纳米容器构建纪律及材料库，连合缓蚀剂表面和结构假想，赢得了一系列新式层状双金属氢氧化物、金属有机骨架材料等主客体纳米容器的构建纪律，生效应用于构建轻合金智能自树立防腐涂层。终末，揭示纳米容器成膜表面，开拓替代传统底涂纪律的自树立移动膜新时代，管制了镁合金基材与膜层连协力差与耐蚀性不及的要道科常识题，同期收场了在轻柔条目下快速成膜，丰富了该类智能防腐涂层材料工程化应用的表面基础。
经中国腐蚀与防护学会组织的科技效用评价，该技俩效用举座达到海外先进水平，其中在铝镁轻合金智能长效防腐涂层缓蚀剂微不雅构建联系方面达到海外跨越水平。
现在，该时代已在国表里着名学术期刊发表SCI论文50余篇，获授权发明专利9件。跟着“双碳”策略鼓励kaiyun官方网站，这种兼具精确性与经济性的智能防护决策将走向大鸿沟工业应用，有望在新动力装备、绿色交通等鸿沟催生广博的市集空间。