[论文解读] 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 6

一句话总结

本研究调查了双马来酰胺（BMI）涂层在铝和低碳钢基材上的高温防护性能，评估其表面和机械性能。通过X射线衍射（XRD）、接触角测量和Ringer's溶液中的腐蚀测试，研究结果表明，BMI涂层具有结晶结构、疏水表面特性，并能有效抑制腐蚀，关键结果表明其在金属基材上具有增强的防护性和附着力。

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.

研究动机与目标

• 评估双马来酰胺（BMI）涂层在铝和低碳钢基材上的表面和机械性能。
• 评估BMI涂层在Ringer's溶液环境中的耐腐蚀保护性能。
• 通过X射线衍射和接触角测量，分析BMI涂层的结晶结构和表面润湿性。
• 确定BMI涂层在腐蚀条件下提升基材耐久性的有效性。
• 建立涂层形貌与防护性能之间的关系。

提出的方法

• 采用受控涂覆工艺在铝和低碳钢基材上沉积BMI聚合物涂层。
• 通过X射线衍射（XRD）分析确定BMI涂层的结晶特性。
• 使用接触角测量仪进行表面接触角测量，以评估疏水性和表面能。
• 将涂层和未涂层基材暴露于Ringer's溶液中，以模拟腐蚀环境。
• 比较涂层与未涂层样品之间的腐蚀速率和降解模式。
• 通过形貌和结构分析，评估界面附着力和涂层完整性。

实验结果

研究问题

• RQ1 BMI涂层的结晶结构在多大程度上影响其机械性能和防护性能？
• RQ2 BMI涂层在Ringer's溶液中对铝和低碳钢的腐蚀速率降低程度如何？
• RQ3 BMI涂层的表面润湿性如何？其与附着力和耐腐蚀性之间存在何种关联？
• RQ4 涂层厚度和均匀性如何影响BMI涂层的防护效率？
• RQ5 在腐蚀条件下，BMI涂层与金属基材之间的界面稳定性如何？

主要发现

• X射线衍射（XRD）分析证实，BMI涂层具有结晶结构。
• 表面接触角测量显示涂层具有疏水特性，表明其表面能良好，具有潜在的疏水性能。
• BMI涂层显著降低了铝和低碳钢基材在Ringer's溶液中的腐蚀速率。
• 与未涂层对照组相比，涂层处理的低碳钢和铝基材表现出显著增强的耐腐蚀性。
• 涂层表现出良好的附着力和结构完整性，支持其在高温和腐蚀环境中的应用。
• 本研究证实，BMI涂层能有效提升金属基材在恶劣环境中的耐久性。