高强度合金钢是航空领域和发动机领域常用的关键材料，具有力学性能优异、耐高温等特性，但由于成分和结构等因素，其耐环境腐蚀能力较差[1-4]，在一些特殊应用部位需要对高强度合金钢进行电子束焊接以保证结构强度，其高温上限通常可瞬时达到2500 ℃以上[5-6]，且升温与普通加热方式不同，一般的有机防腐涂层无法耐受该高温冲击。无机涂层是一类以硅酸盐和二氧化硅（SiO2）为成膜物的防护涂层，具有耐温性好、不燃、透气性优良、环保等优点，已经广泛用于建筑涂料和保温涂料的领域[7-8]，但由于其涂层结构为疏松多孔的矿物玻璃体，不具备对腐蚀介质的屏蔽性，因此很难单独作为防腐涂料树脂体系使用。本研究以无机/有机杂化树脂为成膜物，通过纳米填料的合理搭配使用，制备了一种可用于高温焊接热冲击的高强度合金钢防腐涂层。

来自中国家用电器研究院评测中心的主任工程师梁晶介绍说：一直以来，家电院评测中心为“嘉电”评测所做的用户体验都是全流程的，我们不仅拥有一个庞大的典型用户的数据库，依托眼动仪、生理多导仪等测试仪器设备，还有模拟卧室、客厅、厨房等实际应用场景的用户体验实验室，可以更加客观的反映出用户对家电产品的真实心理感受。在项目进行过程中，我们会招募数十名真实用户对家电产品进行实际的体验，分别从产品外观、系统操作、产品使用和心理感受等四个维度对其进行分析，筛选出那些交互逻辑清晰、操作简单易用、可以明显提升生活品质的产品，进而获得公正客观的结果。

1 试验

1.1 涂层制备

所用合金钢为高强度钢C-250（北京航空材料研究院），切割为尺寸150 mm×75 mm×2 mm的试板。

Column-Bot使用非特定人声语音识别技术(Automatic Speech Recognition，ASR)最重要的现实意义就在于能够在脱离编程器和常规输入硬件的状态下，对机器人进行编程和操作，能够加大机器人与人的人机交互能力，目前机器人可以获取50条关键字，并且配合MCU对机器人主控制器发送命令，完成人声控制机器人的行走及任务执行过程.

所用原材料：无机硅酸盐树脂，E777，模数12-14，武汉赫斯特；有机硅乳液，MP50E，瓦克化学；沉淀硫酸钡、滑石粉、防腐颜料，市售；分散助剂，LOPON 895，Halox；流变助剂，BENTONE LT，徳谦；纳米氧化锆粉体，50 nm，上海超威纳米；纳米氧化锆分散液，固体含量30%，翔正化学；水性铝粉浆，银元型，深圳族兴。

对5种不同树脂制成的涂层进行耐温性测试，结果见表2，Inc和InOC1的耐温上限为700 ℃，InOC2和 InOC3的耐温上限为 500 ℃，OC的耐温上限为400 ℃，可见涂层的耐温性与其中无机成分的含量基本呈现正相关的关系。无机成膜物E777的主要成分是硅酸钾、硅酸锂和二氧化硅溶胶，均为硅基的矿物材料，其中硅酸锂的存在使涂层能够自干，形成类似玻璃体的非晶涂层结构。而这种以硅、氧为基本组成的结构具有极佳的耐温性。相对应的，有机硅乳液固化后，其主要结构为碳、硅、氧的基本链结构以及如苯环的其他有机官能团，其中有机部分在300 ℃及以上分解氧化，在其他无机填料存在的条件下，涂层的最高耐受温度达到400 ℃，继续升温，涂层丧失防护能力。将无机成膜物与有机硅乳液进行混合作为涂层的成膜物时，无机硅酸盐显著弥补了有机成膜物在高温下的质量损失，因此随着涂层中无机含量的提升，涂层的耐温性逐渐增强。

以 InOC1为涂层配方，分别添加固体质量分数为 5%的纳米氧化锆粉体和纳米氧化锆分散液，制备纳米复合涂层 PZ-InOC1和 DZ-InOC1。涂层制备方法：用400#金刚砂砂纸将C-250试板打磨平整，丙酮反复擦洗晾干，按照3:1的质量比称量无机-有机杂化纳米防腐涂料和水性铝粉浆，加入适量的水并搅拌调节至合适黏度，喷涂无机-有机杂化纳米防腐涂料，200 ℃固化1 h后，即可得到无机-有机杂化纳米防腐涂层。

表1 涂层配方 Tab.1 Formulation of coatings

材料 含量/wt%树脂 73.7分散助剂 1.0流变助剂 0.3沉淀硫酸钡 5.0滑石粉 5.0防腐颜料 15.0

1.2 性能测试

1）纳米填料分散微观形貌表征采用扫描电子显微镜（Zeiss），截取涂层断面进行制样分析。为了提高导电率，进行了喷金处理。

凡事预则立, 不预则废.开学伊始, 要纠正部分学生认为我终于考上高中了, 可以放松玩一玩了的心态, 帮助他们端正学习的态度, 要珍惜高中学习的宝贵时间.教育学生每天都应该做好学习计划, 明确要求学生必须抽时间对所要学的内容进行预习.新课预习时不能走马观花, 看完课文就完了, 要做到”眼到””手到”和”心到”.看课文时要把重要论点划出来, 看不懂的地方要做好笔记, 这样在上课时候, 当教师讲到这些问题时就能分外注意, 更认真地听讲, 把不懂的部分听懂了.这样就能在课堂上更好地把握重点, 解决难点.

3）涂层长期耐温性采用马弗炉进行测试，将涂覆涂层后的试板垂直装在夹具上，放入炉腔，随炉升温至相应温度后保温1 h，之后随炉冷却，取出试样观察涂层完整性。

2）涂层耐腐蚀性采用中性盐雾试验进行测试，方法依照GB/T 1771—2007，将试板正反两面喷涂待试验涂料，固化后使用石蜡对边缘进行封闭处理，观察试样一定时长后涂层的完整性和流锈情况。

图1为经过24、168、336 h中性盐雾腐蚀后涂层的腐蚀形貌。由图1可见，经24 h环境腐蚀模拟后，InC很快出现了锈点并开始流锈，其他4组涂层表面完好。其主要原因在于无机硅酸盐成膜固化后是一种疏松多孔的结构，并不具有有机涂层的密闭性，因此无法单独作为防腐涂层的成膜物使用。许多研究表明，无机硅酸盐适合作富锌涂层的成膜物，将大量的锌粉填入涂层结构的空隙中，可以形成较好的补强和复合成膜作用[9]，同时形成阴极保护[10-11]。但事实上，金属锌的熔点只有约 420 ℃，不能作为高温防护涂层的主要填料。相比之下，添加了有机硅的其他几种配方均没有产生锈蚀，5组涂层配方中均含有防腐填料，但InC马上发生了锈蚀，可见在防护初期产生防腐作用的并不是防腐填料，而是成膜物树脂本身，这一结论在很多研究中也得到了证实[12-14]。经168 h中性盐雾腐蚀后，InOC1表面部分区域起泡，表明此时涂层下已经开始腐蚀，而InOC2、InOC3和OC表面保持完好。在336 h以后，只有OC涂覆的表面未发生变化，InOC1起泡流锈已经开始，InOC2和 InOC3有较多起泡，这一腐蚀加速测试结果符合有机成膜物和无机成膜物的结构特点。

2 结果及分析

2.1 树脂组成对涂层耐温性的影响

无机-有机杂化纳米防腐涂料制备：按表 1配方进行原材料称量，并在非金属腔体砂磨机上进行研磨，直至涂料细度低于40 μm，即可得到无机-有机杂化纳米防腐涂料。其中，树脂为5组质量配比，分别为无机树脂（InC）、无机树脂:有机硅乳液=2:1（InOC1）、无机树脂:有机硅乳液=1:1（InOC2）、无机树脂:有机硅乳液=1:2（InOC3）和有机硅乳液（OC）。为了研究纳米氧化锆添加方式对分散形貌的影响，以树脂为成膜物，分别添加固体质量分数为5%的纳米氧化锆粉体和纳米氧化锆分散液。

表2 不同树脂组成涂层的耐温性 Tab.2 Thermal properties of coatings with various resin ratio

注：○=涂层完好，×=涂层脱落

涂层 400 ℃ 500 ℃ 600 ℃ 700 ℃ 800 ℃InC ○ ○ ○ ○ ×InOC1 ○ ○ ○ ○ ×InOC2 ○ ○ ×InOC3 ○ ○ ×OC ○ ×

2.2 树脂组成对涂层防腐性能的影响

图1 涂层经不同时长中性盐雾试验后的表面照片 Fig.1 Images of coatings after different salt spray time

4）涂层耐高温冲击性采用电子束焊接进行测试，将涂覆涂层后的试板装载于专用夹具，从试样较短边的中点开始，沿试样中线进行焊接，电子束移动速度以试板背面焊接穿透为判断。

2.3 纳米氧化锆对涂层耐高温冲击性的影响

为了研究不同分散状态下纳米氧化锆对涂层耐温性和耐高温冲击性的影响，以性能较为平衡的无机-有机杂化涂料配方 InOC1为基础，分别添加纳米氧化锆粉体和纳米氧化锆分散液，涂覆固化成纳米涂层PZ-InOC1和 DZ-InOC1。对两种涂层进行耐高温测试，结果表明，两种纳米涂层的耐温性均为700 ℃，与 InOC1涂层的高温耐受性持平，可见纳米氧化锆的添加对涂层耐温性无明显的提升或弱化作用。

分别对InOC1、PZ-InOC1、DZ-InOC1三种涂层涂覆的高强钢试板进行电子束焊接试验，冷却后的焊缝表面形貌如图 3所示。InOC1经高温冲击后，焊缝附近的涂层出现了明显的起泡，甚至出现局部涂层剥落（图3a）。PZ-InOC1涂层表面也可见较明显的起泡现象，相比InOC1，几乎无防护效果的提升（图3b）。而图3c所示的DZ-InOC1保护的高强钢试板，经电子束高温冲击后，涂层仍保持完整，未发现肉眼可见的起泡和剥落等缺陷，性能突出。由此可见，涂层的耐高温冲击性不仅与涂层成分有关，也和涂层结构有极大的关联，仅仅加入粉体 ZrO2的 PZ-InOC1并没有表现出纳米陶瓷的增强作用，因为纳米粉体在成膜物中聚集（图2a、b），涂层在经受温度冲击时，大部分成膜物依然维持着原相，因此整体依然表现出与 InOC1类似的性能。相比之下，在成膜物中分散均匀的纳米 ZrO2陶瓷，由于其本身的高熔点特性，可以显著提高涂层的瞬时温度耐受性。

电子束焊接能够在电子束附近引起高强钢及其涂覆涂层的瞬间高温效应，焊缝处高达2500 ℃，附近区域也有 1000 ℃左右的瞬间温升和空气冷却过程，对涂层的耐温度冲击性要求较高。耐温度冲击性首先要求涂层具有较好的耐温性，其次需要有较高的抗热震能力。为了进一步提高涂层的耐温度冲击性，将高温陶瓷氧化锆以 0维纳米材料形式添加入涂层配方中。大量研究表明，纳米材料在涂层体系中的分散状态直接影响其性能表达[15-16]，尺寸效应是较为重要的应用前提。本研究中使用两种形式的纳米氧化锆，一种是市售湿法制备的氧化锆纳米粉体，另外一种是水基纳米氧化锆分散液，其中的氧化锆经过特殊的表面改性。将两种纳米氧化锆加入复合成膜物后，分别进行分散和研磨，涂覆并固化，沿涂层截面方向切开，形貌如图2所示。图2a、b为添加纳米氧化锆粉体的涂层形貌，可以观察到成膜物区域和颗粒聚集区域，对黄色框图区域进行放大后结果更明显。如图2c、d所示，纳米氧化锆分散液的添加，可以在涂层中形成均匀分散的纳米颗粒，氧化锆只有少量的聚集，分散状态较好。

图2 涂层的截面形貌 Fig.2 SEM of cross section of coatings: SEM of ZrO2 powder reinforced coatings on 5390× (a) and 28 180× (b), SEM of ZrO2 powder dispersion liquid reinforced coatings on 7760× (c) and 38 100× (d)

举例来说，在教学北师大版小学数学四年级上册“速度、时间和路程”这部分内容的时候，教师可以围绕本课时的教学目标，结合学生的实际生活，精心设计一些应用题目。通过让学生一丝不苟地完成这些应用题目，学生不仅能够更进一步地理解速度、时间和路程之间的基本关系，还能够懂得时间的重要性。由此，学生也就会在学习、工作以及生活中懂得珍惜时间、提升做事效率。如此这般，德育也就在润物无声之中渗透到了这些作业题目之中。

图3 电子束焊接后的涂层照片 Fig.3 Images of coatings after electron-beam welding

3 结论

1）添加无机成膜物制备的有机-无机复合体系的耐温性优于单一有机体系。

2）复合涂层的耐腐蚀性与无机部分和有机部分的比例有关，InC的耐中性盐雾时间低于 24 h，InOC1、InOC2和InOC3的耐中性盐雾时间均长于168 h，OC的耐中性盐雾时间长于336 h。

2010年6月28日，在温州杨府山麓河道贯通工程开挖时发现了古代水利工程“下陡门”古闸，经长达一个多月的考古挖掘，相继出土了“开平闸”石刻和闸底溢流堰坝。据考证，该古建筑为“瞿屿陡门”，俗称“下陡门”，南宋初即已存在。史书对“下陡门”的修缮有过多次记载，最早南宋郡守杨简（1212年前后）对之有过修缮，而关于溢流堰却没有文字记录，考古现场也没有发现可以直接证明其修建年代的其他文物，“下陡门”遗址修建的具体年代难以确定。

3）当以水性分散液为载体进行添加时，纳米氧化锆可以在涂层中得到更好的分散。

4）纳米氧化锆的添加对涂层耐温性基本无影响，分散更好的纳米氧化锆可以提高涂层的耐高温冲击性。DZ-InOC1可用于高强钢的焊接和腐蚀防护。

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