复合涂层技术研究进展

新型涂层材料的研究进展及应用随着人们环保意识的增强和减少资源消耗的意识日益提高，新型涂层材料的研究和应用已经成为近年来工业和科技界的热点问题。

本文将分别从新型材料研究的背景、新型涂层材料的分类、新型涂层材料应用进行探讨。

一、新型材料研究的背景传统的涂层材料主要包括有机涂料、无机涂料、电泳涂料等，但也存在一些不可避免的环境污染和威胁人体健康的隐患，例如：氧化亚铅、三氧化二锑、三氧化砷等有毒物质，因此需要研究一些环保、安全、高效的新型涂层材料。

新型涂层材料的研究有着广泛的应用前景，可以用于建筑、汽车、飞机、船舶、电子、医疗等多个领域，因此对于科技和经济的发展都具有重要的作用。

二、新型涂层材料的分类新型涂层材料的分类较为广泛，按照材料性质和应用环境等因素分类，可以分为以下几种类型：1. 环保涂层材料环保新型材料指不包含有害物质、不对环境产生污染、不对人体健康有害的涂层材料。

这类涂层的主要组成部分是预聚体、酸酐、水性树脂等，其应用范围非常广泛，包括建筑、汽车、电子、医药等多个领域。

2. 超疏水涂层材料超疏水材料指材料表面接触角大于150度，能够实现物体表面的自清洁，大大减少了清洗的工作量和时间。

超疏水材料的由来得益于仿生学研究，可以通过表面纳米结构处理、表面化学修饰、表面纳米表面转移等方式制造得到。

3. 防腐蚀涂层材料防腐蚀涂层材料主要应用于船舶、钢铁、石化等领域。

传统的防腐蚀涂料采用的防腐剂大多为毒性较强的重金属，因此对环境和人体都存在严重的危害，新型环保防腐涂层材料的出现对产业的发展起到了积极的推动作用。

4. 自修复涂层材料自修复涂层材料是指能够在被切割、划伤或磨损后自行修复的材料，从而延长了工业用品的使用寿命。

这类涂层材料广泛应用于汽车、飞机、电子、医疗等领域。

三、新型涂层材料的应用新型涂层材料的应用范围广泛，不同的材料适用于不同的工业领域，其中的应用前景十分广阔，以下是一些新型涂层材料的应用情况：1. 纳米涂层材料纳米涂层材料的出现，开创了一种全新的涂层应用模式。

涂层技术的发展及应用涂层技术是一种在基材表面形成一层覆盖物的制造技术。

随着科学技术的不断进步，涂层技术的发展和应用也得到了长足的进展。

下面将从涂层技术的发展趋势、应用领域和未来发展方向三个方面进行讨论。

1.薄膜涂层技术：随着纳米科技的发展，薄膜涂层技术得到了广泛应用。

薄膜涂层技术可以使基材表面具有一定的功能，如防腐、防刮擦、抗氧化等，同时还可以对基材进行改性，提高其力学性能和化学稳定性。

2.多功能涂层技术：涂层技术的发展逐渐由单一功能向多功能方向发展，如具有防水、防污、防紫外线和抗菌等多种功能于一体的复合涂层。

多功能涂层技术可以满足人们对材料性能的多样化和个性化需求。

3.环保涂层技术：随着环保意识的提高，涂层技术的环保性也受到了广泛关注。

传统的有机溶剂型涂料中含有有机溶剂，对环境和人体健康有害。

因此，发展环保涂层技术成为当前的趋势之一，如水性涂料、无溶剂涂料等，这些涂料对环境污染少，能够降低有机溶剂的排放。

1.汽车工业：涂层技术在汽车制造中扮演着重要角色。

汽车的外观涂层能够提供防腐、抗刮擦、美观等功能，同时还可以改善车辆的燃油效率。

另外，涂层技术在汽车零部件的制造中也有广泛应用。

2.建筑工业：涂层技术在建筑工业中主要应用于墙面、天花板、地板等室内外装饰材料的涂装。

这些涂料可以提高建筑物的耐候性、耐火性和美观度。

3.电子工业：涂层技术在电子工业中用于保护电子元器件和电路板。

电子元器件的涂层可以提高其防潮、防腐、绝缘和散热性能。

4.能源工业：涂层技术在能源工业中应用广泛，如太阳能电池板涂层、涂层燃料电池、涂层光伏薄膜等。

5.医疗工业：涂层技术在医疗器械、假体等医疗领域也有重要应用，如具有抗菌、生物相容性和生物降解性的医用涂层。

未来涂层技术的发展方向主要包括以下几个方面：1.纳米涂层技术：由于纳米颗粒的特殊性质，纳米涂层技术在涂层领域具有广阔的应用前景。

未来纳米涂层技术将得到更广泛的研究和应用。

2.智能涂层技术：随着智能材料的发展，涂层也将发展成为具有智能功能的材料。

第49卷第9期2021年5月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.9May.2021石墨烯/无机复合涂层的研究进展费文翔，陶征林(上海理工大学材料科学与工程学院，上海200093)摘要：首先介绍了无机转化涂层的优势以及分类，然后介绍了石墨烯的结构和性质，综合了纯石墨烯涂层对于防止金属腐蚀的作用以及面临的问题所在，如表面的缺陷，大阴极小阳极现象导致金属局部腐蚀的加速。

最后展开了对石墨烯增强的无机复合涂层研究进展的概述，并展望了石墨烯增强的无机复合涂层未来的发展方向。

关键词：金属腐蚀；石墨烯；无机复合涂层；研究进展中图分类号：TB332文献标志码：B文章编号：1001-9677(2021)09-0006-04 Research Progress on Graphene/Inorganic Composite CoatingsFEI Wen-xiang,TAO Zheng—lin(School of Materials Science and Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai200093,China)Abstract:The advantage and classification of inorganic conversion coatings were introduced,andthe structure and properties of graphene were introduced.The effect of pure graphene coating on preventing metal corrosion and the problems faced by it were summarized,such as surface defects,the phenomenon of large cathode and small anode leads to the acceleration of local corrosion of metal.The research progress of graphene-reinforced inorganic composite coatings was summarized,and the future development direction of graphene-reinforced inorganic composite coatings was prospected.Key words：metal corrosion；graphene；inorganic composite coating；research progress金属腐蚀是汽车、石油和天然气等化工行业的一个主要问题。

收稿日期：2013－11－05!基金项目：国家自然科学基金项目（51304249），国家“973”计划项目（2011CB605801），中国博士后科学基金项目（2013T60776，2012M511752），湖南省自然科学基金项目（14JJ3023）资助作者简介：杨鑫，1983年出生，博士，助理研究员，主要从事耐高温碳/陶瓷基复合材料的研究与抗氧化防护。

E －mail ：yangxincsu@csu．edu．cn 通讯作者：黄启忠，教授，主要研究方向为碳/碳复合材料、新型碳材料、耐高温碳/陶瓷基复合材料的制备与应用。

E －mail ：qzhuang@csu．edu．cn!·综述·C /C 复合材料的高温抗氧化防护研究进展杨鑫黄启忠苏哲安常新（中南大学，粉末冶金国家重点实验室，长沙410083）文摘C /C 复合材料在高温有氧环境中易氧化的缺点一定程度上影响了它在航空航天领域的应用与推广，抗氧化涂层技术是提高其高温长时间抗氧化性能最直接有效的方法。

本文综述了近年来国内外C /C 复合材料高温抗氧化涂层在玻璃、贵金属、陶瓷等涂层体系方面的最新研究成果；在分析介绍C /C 高温抗氧化涂层传统制备工艺优缺点及应用情况的基础上，进一步总结了高温抗氧化涂层制备技术最新研究进展；并对已开发的抗氧化涂层体系适用环境及应用现状进行了深入的评述。

最后针对C /C 复合材料1800ħ以上的超高温抗氧化防护问题，指出了目前研究中存在的问题及未来应重点努力发展的方向。

关键词C /C 复合材料，抗氧化涂层，氧化物陶瓷，超高温陶瓷中图分类号：TB332DOI ：10．3969/j．issn．1007－2330．2014．01．001Ｒeview of Ｒecent Progress on Oxidation Protection forC /C Composites at High TemperatureYANG XinHUANG QizhongSU ZheanCHANG Xin（State Key Laboratory of Powder Metallurgy ，Central South University ，Changsha 410083）Abstract The drawback of easy oxidation for carbon /carbon （C /C ）composites has limited their application asstructural materials in aerospace field．The oxidation protective coating is one of the most effective methods that can realize the long term oxidation protection for C /C composites at high temperatures．The recent development of oxida-tion protective coating materials for C /C composites ，including glass ，metal and ceramic coatings were reviewed．The advantages and defects of traditional preparation technologies as well as their application were analyzed and summa-rized．New advances in development of coating technologies were also introduced ，and then ，the suitable service envi-ronment and recent application of different coating systems were clarified．To meet the ultra high temperature oxidation protection for C /C composites above 1800ħ，the problem in recent study and the potential development directions in the future were proposed．Key words Carbon /carbon composites ，Anti-oxidation coating ，Oxide ceramics ，Ultra high temperature ceramics引言C /C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温结构材料，它不但具有密度小、比强度大、线胀系数低、导热导电能力高、耐腐蚀、摩擦因数稳定等优点［1］，而且还具有一系列优异的高温性能，如耐烧蚀、抗热震、热稳定性好等特点［2］，特别是在超过2000ħ的高温环境中，它仍具有良好的强度保持率，是一种理想的轻质耐高温结构材料。

电厂热力设备防腐蚀技术研究进展电厂热力设备是电力发电过程中不可或缺的重要设备，其安全稳定运行对电网安全稳定运行具有重要意义。

热力设备在长期高温、高压、腐蚀性介质等恶劣工况下，容易发生腐蚀现象，加速设备的磨损和老化，严重影响设备的安全运行和使用寿命。

热力设备防腐蚀技术的研究和应用显得尤为重要。

本文将对电厂热力设备防腐蚀技术的研究进展进行综述，旨在为相关领域的研究和应用提供参考。

一、热力设备腐蚀类型及机理热力设备的腐蚀主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和高温氧化等多种类型。

化学腐蚀是指金属在化学介质中发生腐蚀，电化学腐蚀是指在电化学条件下金属离子从金属表面脱落，同时金属表面形成氢气或氧化物的腐蚀方式，高温氧化则是指金属在高温氧化气氛中发生氧化反应而腐蚀。

热力设备的腐蚀机理主要包括金属离子的迁移、氧化还原反应、腐蚀产物的生成与脱落等过程。

二、防腐蚀技术研究进展1. 表面涂层技术表面涂层技术是通过在金属表面形成一层具有较高化学稳定性和耐腐蚀性能的外层，防止金属与环境介质的直接接触而起到防腐蚀作用。

常见的涂层材料包括镀层、喷涂涂层和涂漆等。

钛合金、镍基合金、金属陶瓷等高温涂层材料已广泛应用于燃气轮机叶片、锅炉管道等热力设备中，有效提高了设备的耐高温、耐腐蚀性能。

2. 材料优化设计材料优化设计是指通过合理选择和设计金属材料的组成、结构和形状等，以提高材料的耐腐蚀性能。

目前，一些新型合金材料如奥氏体不锈钢、镍基合金、钛合金等在电厂热力设备中被广泛应用，这些材料具有优良的抗氧化、耐腐蚀性能，能够在高温、高压的工作条件下保持稳定的性能。

表面改性技术是通过改变金属表面的物理、化学性质来提高金属的耐腐蚀性能。

目前，热热等离子表面合金化技术、激光熔覆技术、等离子喷涂技术等表面改性技术已经在热力设备中得到应用，能够显著改善金属表面的硬度、抗腐蚀性和耐磨损性能。

4. 材料防腐蚀涂层除了表面涂层技术外，现代材料科学还发展出一系列具有良好耐腐蚀性能的新型材料。

第53卷第7期表面技术2024年4月SURFACE TECHNOLOGY·31·MCrAlY涂层的研究进展门引妮，李进，卢金文，徐研，郭阳阳*（西安瑞鑫科金属材料有限责任公司，西安 710016）摘要：随着发动机的服役温度日益升高，工作环境日益恶劣，涡轮叶片极易在高温环境中氧化，大大降低了叶片的使用寿命。

如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层，是当前国内外研究的重点。

MCrAlY 包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层，这3类涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能较好，又有很好的塑韧性和抗热疲劳性能，因此可作为涂层或热障涂层的黏结层材料。

综述了涂层中主要元素（Al、Cr、Co、Y）、掺杂合金元素（Ta、Re、Si、Pt）、涂层制备工艺和预处理工艺对MCrAlY涂层性能的研究进展。

结果表明，可以通过调节MCrAlY涂层的成分来实现涂层性能的调控。

向MCrAlY涂层中掺入Si、Ta和Re等活性元素，可显著提高涂层的抗高温氧化性能，以进一步提高发动机的工作效率和满足高温的工作环境需求。

总结了采用细化涂层晶粒、掺杂纳米颗粒和制备梯度复合涂层等方法来提高MCrAlY 涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能的研究现状，对MCrAlY涂层的发展趋势进行了展望。

关键词：MCrAlY涂层；活性元素；制备工艺；抗氧化性能；抗腐蚀性能中图分类号：TG174 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0031-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.003Research Progress of MCrAlY CoatingsMEN Yinni, LI Jin, LU Jinwen, XU Yan, GUO Yangyang*(Xi'an Rarealloys Co., Ltd., Xi'an 710016, China)ABSTRACT: With the rapid development of aerospace industry, the service temperature of the engine rises gradually, and the working environment gets worse. Turbine blades are easily oxidized in high temperature environment, which greatly reduces the service life of the blades. How to prepare high temperature protective coating with good protective performance at low cost is the focus of research in China and abroad, which is of great strategic significance to national defense security and national economic development. The work aims to present a comprehensive overview of research progress on MCrAlY coatings, which are widely used to protect substrates against oxidation and corrosion in high temperature environment. MCrAlY coating is subdivided into NiCrAlY coating, CoCrAlY coating and NiCoCrAlY coating. These three kinds of coatings have good oxidation resistance and corrosion resistance, as well as good plastic toughness and thermal fatigue resistance, so they can be used as bonding layer materials for coatings or thermal barrier coatings. The research progress on the properties of MCrAlY coating, such as the main elements (Al, Cr, Co, Y), the addition of alloy elements (Ta, Re, Si, Pt), the coating preparation process and the pretreatment process was reviewed. The results showed that different compositions and structures would affect the performance and application range of the coating. The control of coating properties could be realized by adjusting the composition of MCrAlY coating. The addition of alloy elements such as Si, Ta and Re into the MCrAlY coating could significantly improve the收稿日期：2023-04-16；修订日期：2023-09-07Received：2023-04-16；Revised：2023-09-07基金项目：陕西省2023年度秦创原引用高层次创新创业人才项目（QCYRCXM-2023-020）Fund：The 2023 Qin Chuangyuan Citation High-level Innovative and Entrepreneurial Talents Project of Shaanxi Province (QCYRCXM-2023-020)引文格式：门引妮, 李进, 卢金文, 等. MCrAlY涂层的研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 31-39.MEN Yinni, LI Jin, LU Jinwen, et al. Research Progress of MCrAlY Coatings[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 31-39.*通信作者（Corresponding author）·32·表面技术 2024年4月high temperature oxidation resistance of the coating, which was critical for improving the working efficiency of the engine and met the requirements of high temperature working environment. The preparation process and process parameters of the coating would affect its quality and stability. Moreover, various methods were summarized to improve the oxidation resistance and corrosion resistance of MCrAlY coatings, including refining the coating grain size, doping with nanoparticles and preparing gradient composite coatings. By optimizing the coating structure (coating thickness, grain size distribution, etc.), its oxidation resistance and corrosion resistance could be improved. The introduction of nanoparticles into the coating could improve its mechanical properties and spalling resistance. The development trend of MCrAlY coatings was prospected. In conclusion, MCrAlY coatings have exhibited excellent high temperature oxidation and corrosion resistance, making them suitable for harsh working environment. The properties of MCrAlY coatings can be controlled by adjusting their composition and utilizing advanced preparation and pretreatment processes. At present, due to the deterioration of the use environment, higher requirements are put forward for the use temperature of the coating, and the density and porosity of the coating need to be improved by one step. The future development direction of MCrAlY coating includes improving high temperature stability and mechanical properties, developing new coating materials, studying the preparation process and process parameters of coating, exploring its application in new fields, improving the precision control and consistency of coating, exploring the multifunctional application of coating, developing new coating preparation technology and promoting the digital design, prediction and simulation of coating. These directions will bring more opportunities and challenges to the application and development of MCrAlY coatings.KEY WORDS: MCrAlY coating; active element; preparation process; oxidation resistance; corrosion resistance发动机防护涂层到目前已经历了4个发展阶段：第一阶段为简单铝化物涂层；第二阶段为改性铝化物涂层；第三阶段为MCrAlY（M=Co、Ni或NiCo）包覆涂层；第四阶段为热障涂层（TBCs），如图1所示，底层为MCrAlY黏结层，表层为氧化钇、氧化镁或氧化钙稳定的氧化锆陶瓷涂层[1-2]。

摘要：传统的塑料材料面临着越来越多的限制和挑战，“以纸代塑”成为当下包装领域的重要趋势。

纸基材料通过物理、化学方法与防水防油材料进行复合加工，可以得到在常温下具有高度防水防油性的纸基复合阻隔材料。

另外，利用涂布工艺将低表面能共聚物或生物质基聚合物涂覆在纸张表面，这种涂层能够防止水分和油脂渗透到纸张中，得到防水防油性能更加良好的纸基涂层阻隔材料。

本文综述了纸基复合阻隔材料及纸基涂层阻隔材料的研究进展，分析比较了不同类型的阻隔材料性能的优劣，指出高性能的生物质基复合阻隔材料将是未来的发展趋势，较高的可回收性和可降解性使其符合现代社会可持续性发展的要求。

关键词：纸基材料；阻隔；防水防油性；环境保护；热稳定性；可持续性Abstract: Traditional plastic materials are facing more and more restrictions and challenges, and “paper rather than plastics” has become an important trend in packaging industry today. Through physical and chemical methods, waterproof and oil-proof materials and paper-based materials are compounded to obtain paper-based composite barrier materials with high water and oil resistance properties at room temperature. In addition, the paper-based coating barrier material with better waterproof and oil-proof performance can be obtained by coating low surface energy纸基复合及涂层阻隔材料的研究进展⊙ 杨靖雪1 许宝明1 王娜1 王欣辉1 张恒1,2*（1.青岛科技大学海洋科学与生物工程学院，山东青岛 260412；2.浙江省精细化学品传统工艺替代技术研究重点实验室，浙江绍兴 312000）Research Progress of Paper-Based Composite Barrier Materials and Paper-Based Coated Barrier Materials⊙ Yang Jingxue 1, Xu Baoming 1, Wang Na 1, Wang Xinhui 1, Zhang Heng 1,2*(1.College of Marine Science and Biological Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 260412, China; 2.Zhejiang Key Laboratory of Alternative Technologies for Fine Chemicals Process, Shaoxing, Zhejiang 312000, China)□ 基金项目：山东省自然科学基金（ZR2022MB135）；浙江省精细化学品传统工艺替代技术研究重点实验室开放基金（2023）。