FCSE | Nghiên cứu tiên phong: Lớp phủ chống ăn mòn "tự phục hồi" được điều khiển bằng ánh sáng mặt trời

Thời gian đăng:

2025-06-07

Vật liệu kim loại tiếp xúc trực tiếp với không khí, nước hoặc các môi trường ăn mòn khác rất dễ bị hư hỏng do các tác dụng vật lý và hóa học khác nhau, dẫn đến lãng phí tài nguyên to lớn và các vấn đề môi trường. Phủ lớp bảo vệ lên bề mặt có thể cách ly nền kim loại với môi trường xung quanh, từ đó làm chậm hiệu quả sự phát sinh ăn mòn.

Vật liệu kim loại tiếp xúc trực tiếp với không khí, nước hoặc các môi trường ăn mòn khác rất dễ bị hư hỏng do các tác dụng vật lý và hóa học khác nhau, dẫn đến lãng phí tài nguyên to lớn và các vấn đề môi trường. Phủ lớp bảo vệ lên bề mặt có thể cách ly nền kim loại với môi trường xung quanh, từ đó làm chậm hiệu quả sự phát sinh ăn mòn. Độ đặc chắc và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ là hai yếu tố then chốt quyết định hiệu quả bảo vệ cuối cùng. So với các lớp phủ vô cơ như men sứ, gốm, lớp phủ hữu cơ được sử dụng rộng rãi vì nguồn gốc phong phú, khả năng chống ăn mòn tốt và dễ tạo lớp phủ đặc chắc trên bề mặt kim loại. Nhưng có một thực tế không thể bỏ qua là trong các môi trường tự nhiên khác nhau, bề mặt lớp phủ hữu cơ rất dễ hình thành các vết nứt vi mô, khiến nước và các môi trường ăn mòn khác thấm vào và làm mất tác dụng bảo vệ.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Lâm Chí Phong và Lý Vệ Hoa thuộc Đại học Trung Sơn đã điều chế một loại lớp phủ nhựa epoxy chứa hạt nano Fe3O4 và tetradecanol (độ dày khoảng 200 μm), có khả năng tự phục hồi tốt dưới ánh sáng mặt trời, có thể bảo vệ thép carbon bên dưới khỏi bị ăn mòn.

Lớp phủ tự phục hồi (SHC) là một loại lớp phủ mới, từ lần đầu được báo cáo đến nay chỉ mới 20 năm, có thể tự sửa chữa các vết nứt nhỏ hoặc hư hỏng của chính nó để tạo thành rào chắn vật lý, từ đó kéo dài hiệu quả tuổi thọ dự kiến. Mặc dù hiện đã phát hiện một số phương pháp khác nhau để chế tạo lớp phủ tự phục hồi, gồm thêm chất sửa chữa/ức chế ăn mòn bên ngoài, liên kết động của chính nhựa polyme và sử dụng vật liệu nhiệt dẻo/nhớ hình, v.v., nhưng thường cần chiếu tia cực tím hoặc điều kiện nhiệt độ cao để kích hoạt phản ứng hóa học liên quan, vì vậy rất cần phát triển lớp phủ có thể tự phục hồi trong điều kiện ôn hòa.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng, dưới tác dụng quang nhiệt của các hạt nano Fe3O4, lớp phủ tự phục hồi được chế tạo chỉ cần 200 s dưới ánh sáng mô phỏng là có thể nóng lên đến 70 °C, đủ để làm nóng chảy và chảy của tetradecanol (rượu tetradecyl) lấp đầy các khuyết tật bề mặt; trong vòng 3 phút, các lỗ thủng và vết xước trên bề mặt lớp phủ đã nhanh chóng được phục hồi. Tính thấm ướt của lớp phủ có thể được điều chỉnh thông qua tỷ lệ tetradecanol được thêm vào, và các nhóm hydroxyl phong phú trên bề mặt khiến bề mặt lớp phủ ưa nước hơn. Họ còn tiếp tục kiểm chứng hiệu quả tự lành của lớp phủ tự phục hồi dưới ánh sáng ngoài trời thực tế, kết quả cho thấy các vết xước trên bề mặt có thể được phục hồi thành công trong vòng 93 s. Dù trước hay sau khi phục hồi, hiệu suất chống ăn mòn của lớp phủ mới này đều duy trì trên 99%, đồng thời có thể ngăn chặn hiệu quả sự thẩm thấu của O2, H2O và Cl–; ngay cả sau khi ngâm 168 giờ trong dung dịch NaCl 3.5 wt%, lớp phủ vẫn thể hiện độ ổn định và đặc tính bảo vệ tốt.

Loại vật liệu lớp phủ chống ăn mòn "tự sửa chữa" mới được điều khiển bằng ánh sáng mặt trời này có phương pháp chế tạo đơn giản, không cần cung cấp thêm điều kiện nhân tạo, đồng thời có khả năng chống thẩm thấu và chống ăn mòn sánh ngang với lớp phủ thương mại, hy vọng có thể sản xuất quy mô lớn và ứng dụng vào các lĩnh vực bảo vệ công trình khác nhau.

Trang trước

Hàn ma sát khuấy: hàn các vật liệu có điểm nóng chảy cao như thép tấm với chi phí thấp

Phương pháp và kỹ thuật phục hồi bề mặt kim loại thiết bị cơ khí

Trang sau

Trang trước:

Hàn ma sát khuấy: hàn các vật liệu có điểm nóng chảy cao như thép tấm với chi phí thấp

Trang sau:

Phương pháp và kỹ thuật phục hồi bề mặt kim loại thiết bị cơ khí

Tin tức liên quan

Giới thiệu sản phẩm gia công cơ khí năm 2026 – Giải pháp phục hồi bề mặt kim loại thiết bị cơ khí chuyên nghiệp của Vũ Hán Khai Minh Cao Tân

2026-08-15

Giải thích chi tiết nguyên lý làm việc của gia công cơ khí 2026 – Kiến thức chuyên sâu về phục hồi bề mặt kim loại thiết bị cơ khí chuyên nghiệp

2026-07-31

Phân tích toàn diện các vấn đề thường gặp trong gia công cơ khí năm 2026 – Hướng dẫn thực tiễn xử lý sự cố công nghệ và tối ưu hiệu quả

2026-07-16

Những lưu ý trong toàn bộ quy trình gia công cơ khí năm 2026 – Hướng dẫn thực tiễn giảm chi phí, nâng chất lượng, tránh sự cố

2026-07-01

Tổng hợp các kịch bản ứng dụng gia công cơ khí toàn ngành năm 2026 – Hướng dẫn giảm chi phí, tăng hiệu quả kèm phục hồi bề mặt kim loại

2026-06-16

Tin tức mới nhất của ngành gia công cơ khí năm 2026 – Phân tích toàn diện về nâng cấp công nghệ và giảm chi phí, tăng hiệu quả cho doanh nghiệp sản xuất

2026-06-01

Chia sẻ đến

Quay lại danh sách