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  金屬腐蝕和磨損造成的損失十分驚人，我國(guó)鋼鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2800億元人民幣，全國(guó)因摩擦磨損導(dǎo)致的資金消耗達(dá)9500億元，占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的4.5%。環(huán)氧樹(shù)脂涂料因具有力學(xué)強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、金屬附著力好、收縮率低、吸水率低和絕緣性等最基本的特性而受到現(xiàn)代工業(yè)、交通、能源、海洋工程等的青睞，但普通的環(huán)氧涂料存在著空間結(jié)構(gòu)孔隙率高、硬度低、裂紋擴(kuò)展阻力差，且氧氣、水和氯離子容易通過(guò)孔隙擴(kuò)散到金屬/涂料界面，降低涂料的屏障性能和附著力，加速涂料氣泡。基于此，二維納米材料因小尺寸效應(yīng)、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)可作為環(huán)氧涂料的填料來(lái)降低孔隙率、改善防腐耐磨性能。

  西南交通大學(xué)材料服役行為研究團(tuán)隊(duì)圍繞無(wú)處不在的磨損與腐蝕問(wèn)題（特別是軌道交通領(lǐng)域的廣域多環(huán)境、復(fù)雜性和特殊性，解決其全壽命服役周期內(nèi)腐蝕與磨損問(wèn)題對(duì)保障六更目標(biāo)尤為關(guān)鍵），并針對(duì)現(xiàn)有環(huán)氧涂料存在的系列問(wèn)題，依據(jù)復(fù)合材料設(shè)計(jì)理念、納米強(qiáng)化理論，憑借二維納米材料結(jié)構(gòu)與性能的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展出防腐耐磨性?xún)?yōu)良、耐候性強(qiáng)、防護(hù)壽命長(zhǎng)、涂裝性能好、適應(yīng)于廣域多環(huán)境用的環(huán)境友好型環(huán)氧涂料體系，為解決重大裝備長(zhǎng)期服役過(guò)程中的腐蝕和磨損問(wèn)題提供了一定的材料設(shè)計(jì)與理論支持。

圖 1. 防腐耐磨環(huán)氧涂層體系構(gòu)筑及強(qiáng)化機(jī)理

  其中，通過(guò)有機(jī)改性與納米分散技術(shù)結(jié)合，不但實(shí)現(xiàn)了二維納米材料的性能調(diào)控，而且解決納米材料在溶劑和環(huán)氧涂料中易團(tuán)聚、難分散和不穩(wěn)定的瓶頸問(wèn)題，為環(huán)境友好型的功能填料在涂料體系的應(yīng)用提供了契機(jī)；系統(tǒng)對(duì)比分析了所研制環(huán)氧涂料體系的理化性能、耐腐蝕性、耐磨損性能、耐候性能，揭示了環(huán)氧涂料防腐蝕和耐磨損的協(xié)同強(qiáng)化機(jī)理，并建立防腐蝕和抗損傷模型；同時(shí)，根據(jù)應(yīng)用工況條件，通過(guò)不斷優(yōu)化配方及固化工藝，可提供系列防腐耐磨環(huán)氧涂料方案。

  以上成果發(fā)表在國(guó)際著名期刊：Corrosion Science, 2020, 174, 108813；Journal of Materials Science & Technology, 2020, 54 144-159；Carbon 2020, 157, 217-233；Progress in Organic Coatings, 2019, 135, 156-167等，并獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)2項(xiàng)。圍繞工程領(lǐng)域磨損、腐蝕和疲勞等失效問(wèn)題，材料服役行為團(tuán)隊(duì)一直致力于從關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題入手，解決實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題，相關(guān)研究工作仍在進(jìn)行中，期待專(zhuān)家、同仁多提寶貴意見(jiàn)、多指導(dǎo)交流！

  論文的第一作者為西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)博士生嚴(yán)涵，通訊作者為樊小強(qiáng)副教授。特別感謝國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、四川省科技廳省院省校重點(diǎn)項(xiàng)目和山東省腐蝕科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金的支持。

  原文連接：

  https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108813；

  https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.05.002；

  https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.10.034；

  https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.06.013

通訊作者簡(jiǎn)介：

  樊小強(qiáng)，工學(xué)博士，副教授，四川省特聘專(zhuān)家、四川省專(zhuān)家服務(wù)團(tuán)專(zhuān)家。主要從事潤(rùn)滑與防腐材料及材料使役行為等方面的研究，以第一作者和通訊作者已在ACS Applied Materials and Interfaces、Nanoscale、Carbon、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Corrosion Science、Journal of Materials Science & Technology、Applied Surface Science、Journal of Colloid Interface Science、Tribology International和Friction等國(guó)際權(quán)威期刊發(fā)表SCI文章40余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利6件，主持國(guó)家自然科學(xué)基金、四川省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目等10項(xiàng)。兼任中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)表面工程分會(huì)青年工作委員會(huì)委員；中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)材料分會(huì)委員會(huì)委員；中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)鐵道設(shè)施專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第一屆委員會(huì)委員；四川省腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)理事會(huì)理事等。

  課題組網(wǎng)站：https://faculty.swjtu.edu.cn/fanxiaoqiang/zh_CN/index/136633/list/index.htm