[論文レビュー] Surface and Mechanical studies of Bismaleimide coatings

A. S. Bhattacharyya, D.R. Paul+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 2015

Tribology and Wear Analysis参考文献 5被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、アルミニウムおよびミldスチール基板の高温保護を目的として、ビスマレイン酸イミド（BMI）被膜の表面および機械的特性を評価した。XRD、接触角測定、リンガー溶液中での腐食試験を用いて、BMI被膜が結晶構造を示し、疎水性表面特性を有し、効果的な腐食抑制を示すことが実証された。主な結果として、金属基板上での保護効果および密着性が向上したことが示された。

ABSTRACT

Bismaleimide (BMI) resins are a new breed of thermosetting resins used mainly for high temperature applications and have major usage in aerospace. BMI polymer coatings were deposited on aluminum and mild steel substrates. The effect of corrosion on mild steel and aluminum by Ringers Solution and there protection using BMI coatings were observed. X-ray diffraction studies showed crystalline nature of the BMI coatings. Surface contact angle measurements were carried out using goniometer.

研究の動機と目的

• アルミニウムおよびミldスチール基板にコーティングされたビスマレイン酸イミド（BMI）被膜の表面および機械的特性を評価すること。
• リンガー溶液環境下におけるBMI被膜の腐食保護性能を評価すること。
• X線回折および接触角測定を用いて、BMI被膜の結晶構造および表面濡れ性を分析すること。
• 腐食条件下における基板耐久性の向上に、BMI被膜が果たす効果を特定すること。
• 被膜の微細構造と保護性能の関係を確立すること。

提案手法

• 制御されたプロセスを用いて、アルミニウムおよびミldスチール基板にBMIポリマー被膜を堆積させた。
• BMI被膜の結晶性を特定するために、X線回折（XRD）分析を実施した。
• ガノイオメーターを用いて接触角測定を実施し、疎水性および表面エネルギーを評価した。
• 被膜付および非被膜基板をリンガー溶液に露出させ、腐食環境を模擬した。
• 被膜付および非被膜試料間の腐食速度および劣化パターンを比較した。
• 顕微鏡的および構造的評価を通じて、界面接着性および被膜の整合性を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BMI被膜の結晶構造は、その機械的および保護的性能にどのように影響を与えるか？
• RQ2 BMI被膜は、リンガー溶液中におけるアルミニウムおよびミldスチールの腐食速度をどの程度低減するか？
• RQ3 BMI被膜の表面濡れ性は何か？ また、その濡れ性は接着性および耐腐食性とどのように相関するか？
• RQ4 被膜厚さおよび均一性は、BMI被膜の保護効率にどのように影響するか？
• RQ5 腐食条件下におけるBMI被膜と金属基板との界面安定性はいかほどか？

主な発見

• X線回折（XRD）分析により、BMI被膜が結晶構造を有していることが確認された。
• 表面接触角測定により、疎水性特性が示され、良好な表面エネルギーおよび撥水性の可能性が示唆された。
• BMI被膜は、リンガー溶液中におけるアルミニウムおよびミldスチール基板の腐食速度を顕著に低減した。
• 被膜付ミldスチールおよびアルミニウム基板は、非被膜対照試料と比較して、腐食に対する抵抗性が著しく向上した。
• 被膜は良好な接着性および構造的整合性を示し、高温および腐食環境下での使用に適していることが裏付けられた。
• 本研究では、BMI被膜が過酷な環境下における金属基板の耐久性を向上させることに有効であることが確認された。