【摘 要】
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2024航空铝合金强度高,耐热性和加工性能优,损伤容限性能好,在航空中使用范围较广,但其耐腐蚀性差,易造成晶间腐蚀、点蚀等现象,严重影响飞机的安全性。因此,研发高性能的防腐涂料对飞机的腐蚀防护至关重要。蒙脱土（MMT）因其高纵横比、特殊的层状结构、易于插层,在纳米复合材料防腐涂层应用方面潜力巨大。本文研究聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料环氧涂层（PPy-MMT/EP）和基于Ce3+负载的蒙脱土环氧涂层（
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2024航空铝合金强度高,耐热性和加工性能优,损伤容限性能好,在航空中使用范围较广,但其耐腐蚀性差,易造成晶间腐蚀、点蚀等现象,严重影响飞机的安全性。因此,研发高性能的防腐涂料对飞机的腐蚀防护至关重要。蒙脱土（MMT）因其高纵横比、特殊的层状结构、易于插层,在纳米复合材料防腐涂层应用方面潜力巨大。本文研究聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料环氧涂层（PPy-MMT/EP）和基于Ce3+负载的蒙脱土环氧涂层（Ce-CS-MMT/EP）组成的双层涂层防腐性能。同时为了提高涂层机械耐久性和疏水性,在双层涂层表面制备了一种花状氧化锌/环氧树脂疏水层（Zn O/EP）。主要的研究内容如下:（1）采用插层聚合法制备了PPy-MMT纳米复合材料,研究了不同Py含量、PPy-MMT的添加剂含量对涂层防腐蚀性能的影响。研究表明胞状的PPy颗粒成功的插入到MMT层间,MMT的层间间距由1.241 nm扩大到1.838 nm;掺杂5 wt%的PPy-MMT（Py:MMT=3:1）纳米复合材料涂层的腐蚀电位最大,为-0.661 V,腐蚀电流最小,为1.801×10-8 A·cm-2,保护率达到99.28%,PPy-MMT/EP涂层比其他涂层具有更大的阻抗弧,防腐蚀性能更好。（2）采用阳离子交换法制备了Ce-MMT、Ce-CS-MMT纳米复合材料,研究了Ce3+对铝合金的缓蚀行为及Ce3+负载的蒙脱土环氧涂层的防腐蚀性能。研究表明Ce-MMT形貌由明显的团聚变成不规则形状,壳聚糖分子位于MMT片状表面,使MMT片状表面变得凹凸不平,壳聚糖预处理后的MMT层间能够获得更多的Ce3+,MMT的层间间距由1.241 nm扩大到1.577 nm;铝合金在含铈溶液中的电化学分析表明,铝合金在含Ce-MMT提取物的Na Cl溶液中腐蚀电位最大（-0.636V）,腐蚀电流最小(2.059×10-6A·cm-2),缓蚀效率达到95.52%,阻抗弧最大,缓蚀效果最好。涂层的腐蚀研究表明,Ce-CS-MMT/EP涂层的腐蚀电位最大,为-0.636V,腐蚀电流最小,为1.049×10-7A·cm-2,保护率达到95.82%,Ce-CS-MMT/EP涂层阻抗弧最大,电荷转移的电阻更大,对于电解质腐蚀离子的屏蔽作用越好,防腐性能最优。（3）采用涂覆的方法制备了Ce-CS-MMT/EP和PPy-MMT/EP不同厚度和顺序的双层涂层,研究其防腐蚀性能和疏水性能。交流阻抗谱表明上表面为100μm Ce-CS-MMT/EP,下表面为50μm PPy-MMT/EP的双层涂层Rp值最大,Cdl值最小,防腐蚀性能更好,双层涂层结构的阻抗模值约是PPy-MMT/EP的1000倍,约是Ce-CS-MMT/EP的100倍,双层涂层具有优异的耐腐蚀性能;研究表明疏水涂层表面为纳米级别的花状,乙酸和硬脂酸改性了Zn O/EP涂层,接触角达到了152.5°,适应于广泛的p H范围,具有优异的耐磨性能,而且在重新浸入20 ml硬脂酸（5 wt%）和2 M乙酸/乙醇溶液后,涂层以150±2°的接触角再生其疏水性,同时发现疏水双层涂层附着力强,耐腐蚀性能优异。
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