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  金屬腐蝕和磨損造成的損失十分驚人，我國鋼鐵腐蝕經濟損失高達2800億元人民幣，全國因摩擦磨損導致的資金消耗達9500億元，占國內生產總值（GDP）的4.5%。環氧樹脂涂料因具有力學強度高、化學穩定性好、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代工業、交通、能源、海洋工程等的青睞，但普通的環氧涂料存在著空間結構孔隙率高、硬度低、裂紋擴展阻力差，且氧氣、水和氯離子容易通過孔隙擴散到金屬/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、比表面積大等優點可作為環氧涂料的填料來降低孔隙率、改善防腐耐磨性能。

  西南交通大學材料服役行為研究團隊圍繞無處不在的磨損與腐蝕問題（特別是軌道交通領域的廣域多環境、復雜性和特殊性，解決其全壽命服役周期內腐蝕與磨損問題對保障六更目標尤為關鍵），并針對現有環氧涂料存在的系列問題，依據復合材料設計理念、納米強化理論，憑借二維納米材料結構與性能的優勢，發展出防腐耐磨性優良、耐候性強、防護壽命長、涂裝性能好、適應于廣域多環境用的環境友好型環氧涂料體系，為解決重大裝備長期服役過程中的腐蝕和磨損問題提供了一定的材料設計與理論支持。

圖 1. 防腐耐磨環氧涂層體系構筑及強化機理

  其中，通過有機改性與納米分散技術結合，不但實現了二維納米材料的性能調控，而且解決納米材料在溶劑和環氧涂料中易團聚、難分散和不穩定的瓶頸問題，為環境友好型的功能填料在涂料體系的應用提供了契機；系統對比分析了所研制環氧涂料體系的理化性能、耐腐蝕性、耐磨損性能、耐候性能，揭示了環氧涂料防腐蝕和耐磨損的協同強化機理，并建立防腐蝕和抗損傷模型；同時，根據應用工況條件，通過不斷優化配方及固化工藝，可提供系列防腐耐磨環氧涂料方案。

  以上成果發表在國際著名期刊：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，并獲國家發明專利授權2項。圍繞工程領域磨損、腐蝕和疲勞等失效問題，材料服役行為團隊一直致力于從關鍵科學與技術問題入手，解決實際應用中的問題，相關研究工作仍在進行中，期待專家、同仁多提寶貴意見、多指導交流！

  論文的第一作者為西南交通大學材料科學與工程專業博士生嚴涵，通訊作者為樊小強副教授。特別感謝國家自然科學基金會、四川省科技廳省院省校重點項目和山東省腐蝕科學重點實驗室開放基金的支持。

  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

通訊作者簡介：

  樊小強，工學博士，副教授，四川省特聘專家、四川省專家服務團專家。主要從事潤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等國際權威期刊發表SCI文章40余篇，授權國家發明專利6件，主持國家自然科學基金、四川省科技廳重點項目等10項。兼任中國機械工程學會表面工程分會青年工作委員會委員；中國機械工程學會材料分會委員會委員；中國腐蝕與防護學會鐵道設施專業委員會第一屆委員會委員；四川省腐蝕與防護學會理事會理事等。

  課題組網站：https://faculty.swjtu.edu.cn/fanxiaoqiang/zh_CN/index/136633/list/index.htm