科创中国

新材料技术

该技术利用等离子增强磁控溅射、大气等离子喷涂、化学气相沉积等表面改性技术及工艺，在铝合金、海洋工程用钢等金属材料表面设计制备出具有微纳米织构的金属基、陶瓷基及含疏水基团的类金刚石碳基涂层。分别对等离子增强磁控溅射、大气等离子喷涂、化学气相沉积等表面改性技术及工艺进行研发。在铝合金、海洋工程用钢等金属材料表面设计制备出具有微纳米织构的金属基、陶瓷基及含疏水基团的类金刚石碳基涂层。（1）开发了利用等离子增强磁控溅射技术，对铝合金进行离子渗氮及复合Cr（Ti）N涂层的新工艺，并研究了复合涂层的耐蚀性能。对于渗氮后沉积Cr（Ti）N的涂层，涂层分布均匀致密，能有效地阻挡腐蚀性介质与基体直接接触，同时，在Cr（Ti）N涂层的表面会生成均匀致密的钝化膜，起到了很好的耐蚀作用（2）利用大气等离子喷涂技术在AH32海洋工程用钢表面制备三种不同成分的涂层，研究不同涂层的耐蚀及疏水性能。结果表明，等离子喷涂涂层显著改善了AH32钢的疏水性能。相比而言，等离子喷涂Co基涂层及等离子喷涂Ni基涂层与水的静态接触角达到了130°以上，均具有较好的疏水效果。

该项目利用等离子体磁控溅射技术在铝合金表面制备CrN涂层，对涂层的微纳米尺寸浮突结构进行了表征，结合接触角测量及表面自由能的计算，给出了涂层结构及表面自由能与其疏水及耐蚀性能的关系。自主设计并搭建了一套冲刷腐蚀试验装置，对不同涂层的耐海水冲刷腐蚀能力进行了评价，并为海洋用金属材料绿色环保型涂层防护技术研究提供了基础。优化的掺Si量以保障DLC涂层的耐蚀及耐久性能，提升海洋用钢表面DLC惰性涂层耐蚀性能。通过改变材料表面结构及表面自由能来减少材料与腐蚀介质的浸润，在保障材料自身服役性能的同时，提高其耐污损、耐点蚀及耐缝隙腐蚀能力。从根源上解决海洋工程、结构用金属材料的生物污损及局部腐蚀问题。可以减少甚至不需要再进行进一步的防污、防腐处理，最终实现提高生产效率并且节约成本的目的。通过本项目的开展，可为海洋工程、结构用材料海水污损及局部腐蚀防护技术提供有力依据，并可为超疏水-自清洁涂层的制备提供技术支撑。该技术最大优势可以用于海洋工程、结构用材料海水污损及局部腐蚀防护，并推动我国实现“海洋强国”目标具有十分重要的实践意义。

辽宁科技大学表面工程研究所共有十余名专职教师及科研人员，其中教授3人、高工1人、副教授4人。在读硕士生、博士生近30人。主攻方向为材料结构及等离子体模拟计算、光电薄膜、光催化薄膜及纳米材料、硬件质薄膜等功能薄膜材料的研究、结构性能表征。近年来，研究所共承担各类科研项目近50项，其中国家自然科学基金项目近10项，省部级以上项目近20项。涵盖光电半导体材料，硬质耐磨涂层、防腐涂层、防生物污损涂层，固体润滑涂层、超疏水、耐冲蚀涂层，热障涂层等多种功能涂层研发。涉及材料学、凝聚态物理、等离子体物理、摩擦学、微生物学、界面结构及力学等诸多学科。项目主要负责人陈东旭，男，辽宁科技大学材料与冶金学院，副教授，硕士生导师。博士就读于中国科学院金属研究所，主要从事核电关键材料高温高压水服役损伤行为相关研究。现工作于辽宁科技大学表面工程研究所，辽宁省纳米材料制备与应用重点实验室，主要研究方向为：表面改性技术、超疏水防污防腐涂层、深海腐蚀、核电材料腐蚀与防护。任《当代化工研究》编委、辽宁省腐蚀与防护学会会员等社会兼职。

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