高温高湿海洋环境中纳米吸波涂层腐蚀行为对吸波性能的影响规律研究

纳米Ni-Zn-Mg吸波涂层在高温高湿海洋环境中面临严重的腐蚀失效，已经成为制约其发展和应用的关键性问题。项目针对吸波涂层的腐蚀失效机制及其腐蚀行为对吸波性能的影响规律展开研究，应用电化学噪声、交流阻抗谱技术、扫描开尔文探针等腐蚀电化学手段，结合扫描电子显微镜、X-射线衍射等多种材料结构和性能分析技术，研究纳米吸波涂层在高温、高湿的海洋环境条件中的腐蚀机理，分析腐蚀产物对纳米吸波涂层量子尺寸效应、隧道效应的影响，探究涂层腐蚀电化学、纳米电化学、微区电化学及其相应腐蚀结构特征的演化规律、腐蚀行为对涂层防腐及吸波性能的屏蔽衰减规律。建立纳米吸波涂层腐蚀寿命预测模型、腐蚀行为与电磁衰减、屏蔽的关系模型，为纳米吸波涂层的腐蚀评价及预测提供技术支撑及理论判据，为发展长寿命、高稳定吸波性能的涂层体系提供理论基础。

吸波涂层在高温、高湿环境中的腐蚀行为及其对吸波性能的影响规律研究属于当前研究的热点，但国内外研究相对匮乏。项目采用超音速等离子喷涂制备了Ni-Zn、Ni-Zn-Mg以及Ni-Zn-Mg-La三种尖晶石型铁氧体吸波涂层，所得到的基础性研究结论及创新性工作为：.（1）利用强力超声波场作用将纳米铁氧体进行分散解聚，再利用液相喷雾合成对铁氧体粉体进行重构处理，得到适于等离子喷涂的纳米结构颗粒喂料，解决了铁氧体颗粒的团聚以及喷涂粉体的重构问题。.（2）采用超音速等离子喷涂工艺制备了具有自主知识产权的Ni-Zn-Mg纳米吸波涂层。测定了Ni-Zn-Mg系铁氧体的饱和磁化强度为63 emu/g，解决了吸波涂层“薄”、“轻”、“牢”的技术需求。.（3）分析发现Ni-Zn-Mg系吸波涂层中Mg元素引起了铁氧体的趋扶效应、涡流效应和磁滞损耗增强，使得铁氧体的介电损耗和磁损耗提高。涂层在C波段对电磁波具有强烈的衰减吸收作用。.（4）采用反应热力学和腐蚀电化学方法研究了Ni-Zn-Mg系纳米吸波涂层的腐蚀机理，研究了涂层在高温、高湿、高盐雾环境中的腐蚀行为。通过对微区腐蚀产物的分析发现，在腐蚀过程中涂层表面形成具有“自封闭效应”的腐蚀产物，延缓腐蚀介质的渗透破坏作用。.（5）通过在实验室以及实海挂样的考核，所制备的Ni-Zn-Mg-La铁氧体吸波涂层在苛刻的腐蚀环境中表现出了优异的效果，较现有的有机吸波涂层在耐蚀性能、吸波性能以及结合强度等指标均提高1倍以上。. 项目在研期间，获受理国家发明专利2项；由科学出版社出版专著1部，发表论文14篇，其中SCI 检索5篇、EI收录8篇次；培养了博士后1名。博士研究生3名。同时通过本项目研究的锤炼，课题承担人于2013年获得国家自然科学基金“优秀青年基金”资助。. 经过三年的研究，项目组对吸波涂层在苛刻腐蚀环境中的耐蚀性能、组织演化特征、吸波机制等给出较为科学、合理的解释，为发展长寿命、高结合强度、防腐吸波性能优异的纳米吸波涂层体系提供理论依据。