钛合金含钨微弧氧化膜非晶结构生长机制及其抗菌防污机理研究
结题报告
批准号:
51971140
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
刘磊
依托单位:
学科分类:
金属材料使役行为与表面工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘磊
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中文摘要
钛合金微弧氧化膜层成分及物相结构对其宏观性能具有重要影响,设计调控膜层微观组织结构,研究其物化特性的材料学本质,是推动钛合金及其表面防污涂层海洋工程应用的关键科学问题。本项目通过微弧氧化工艺方法,兼顾微弧氧化膜层优异的耐磨/耐蚀性能,将过渡族金属W元素引入膜层材料,以获得表面含钨非晶膜层为目标,研究结构可控含W非晶膜层的制备原理及关键控制参数,实现微观结构的有效控制和物化性能的优化;建立微弧氧化微区熔融-凝固模型,结合模拟计算及实验验证,从微观层面探明氧化膜层表面含W非晶物质形成的衍变规律,研究非晶膜层表面物理化学特性,进而揭示非晶微观组织成分对宏观抗菌防污的作用机制。通过本项目的研究,可以为钛合金表面抗菌防污设计提供必要的材料学基础和实验理论依据,有利于拓展和加深对新型无机类防污涂层设计制备方法等科学问题的探讨,促进钛合金材料在海洋工程技术领域的应用发展,具有重要的学术价值和现实意义。
英文摘要
The compositions and phases structures of the microarc oxidation coating on the surface of titanium and its alloys have significant influences on its properties. Designing and controlling the microstructure of the coating is aimed to investigate the nature of its physicochemical properties, which is the key scientific issue in promoting the marine engineering application of titanium alloy and its antifouling coating. This project proposes that the transition metal W element is doped into the coating through microarc oxidation technique to obtain the W-containing amorphous surface,which combines with the excellent abrasion and corrosion resistant performance; the growth mechanism and key controlling parameters of the W-containing amorphous coating with controllable structures are studied to realize the effective regulation of the microstructure and the optimization of the physical and chemical performance. The melting and solidification model of microarc oxidation micro zone is established, and the evolution rules of the formation of W-containing amorphous substances on the surface of the oxide film layer are explored from the microscopic level by combining simulation calculation and experimental verification. The physical and chemical characteristics of the amorphoussurface are studied to reveal the action mechanism of the amorphous microstructure and components on the macroscopic antibacterial and antifouling.Through the objective of this research, the necessary material science foundation, experimental and theoretical basis can be provided forthe design of the antibacterial and antifouling titanium alloy surface, and it is beneficial to develop and deepen the design and preparation methodsof new inorganic antifouling coating. Meanwhile, it also promotes the applications and development of titanium alloy materials in the field of marine engineering, which has important academic value and practical significance.
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:10.1016/j.matlet.2022.131944
发表时间:2022-05
期刊:Materials Letters
影响因子:3
作者:Tong Zhou;Xinwen Zhang;Ruoyun Wang;Fei Long;Xuan Li;Lei Liu
通讯作者:Tong Zhou;Xinwen Zhang;Ruoyun Wang;Fei Long;Xuan Li;Lei Liu
DOI:10.1016/j.corsci.2021.109889
发表时间:2021-10
期刊:Corrosion Science
影响因子:8.3
作者:Xinwen Zhang;Ruoyun Wang;Fei Long;Tong Zhou;Wenbin Hu;Lei Liu
通讯作者:Xinwen Zhang;Ruoyun Wang;Fei Long;Tong Zhou;Wenbin Hu;Lei Liu
DOI:10.1016/j.surfcoat.2021.127094
发表时间:2021-05
期刊:Surface & Coatings Technology
影响因子:5.4
作者:Ruoyun Wang;Tong Zhou;Jie Liu;Xinwen Zhang;Fei Long;Lei Liu
通讯作者:Ruoyun Wang;Tong Zhou;Jie Liu;Xinwen Zhang;Fei Long;Lei Liu
DOI:10.1016/j.surfcoat.2021.127578
发表时间:2021-10
期刊:Surface & Coatings Technology
影响因子:5.4
作者:Tong Zhou;Ruoyun Wang;Xinwen Zhang;Jie Liu;Fei Long;Xuan Li;Lei Liu
通讯作者:Tong Zhou;Ruoyun Wang;Xinwen Zhang;Jie Liu;Fei Long;Xuan Li;Lei Liu
DOI:10.1016/j.apsusc.2022.154467
发表时间:2022-11
期刊:Applied Surface Science
影响因子:6.7
作者:Ruoyun Wang;Tong Zhou;Xinwen Zhang;Lei Liu
通讯作者:Ruoyun Wang;Tong Zhou;Xinwen Zhang;Lei Liu
深海采矿尾水排放羽状流跨尺度流动演化机理研究
  • 批准号:
    24ZR1433800
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
深海长距离垂直输送管道内固液两相流流态演化及流动保障研究
  • 批准号:
    51909164
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
RNF6通过调节RIPK3转录促进NF-κB信号通路在结肠癌进展中的分子机制研究
  • 批准号:
    81802331
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
镍铝青铜空蚀过程中机械作用/化学腐蚀协同效应及其钝化膜动态回复机制研究
  • 批准号:
    51771117
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
基于特征骨架质谱定位法快速发现海绵中aaptamine生物碱类抗肿瘤先导化合物
  • 批准号:
    21502113
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
“球-棒”状短碳纤维复合增强体及其复合材料制备
  • 批准号:
    51073093
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
电沉积制备晶须定向分布增强金属基复合材料
  • 批准号:
    50401004
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    刘磊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金