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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(jīng)濟損失高達2800億元人民幣，全國因摩擦磨損導(dǎo)致的資金消耗達9500億元，占國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的4.5%。環(huán)氧樹脂涂料因具有力學(xué)強度高、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�；诖�，二維納米材料因小尺寸效應(yīng)、比表面積大等優(yōu)點可作為環(huán)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(xué)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(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)腐蝕與磨損問題對保障六更目標尤為關(guān)鍵），并針對現(xiàn)有環(huán)氧涂料存在的系列問題，依據(jù)復(fù)合材料設(shè)計理念、納米強化理論，憑借二維納米材料結(jié)構(gòu)與性能的優(yōu)勢，發(fā)展出防腐耐磨性優(yōu)良、耐候性強、防護壽命長、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，為解決重大裝備長期服役過程中的腐蝕和磨損問題提供了一定的材料設(shè)計與理論支持。

圖 1. 防腐耐磨環(huán)氧涂層體系構(gòu)筑及強化機理

  其中，通過有機改性與納米分散技術(shù)結(jié)合，不但實現(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)氧涂料中易團聚、難分散和不穩(wěn)定的瓶頸問題，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；系統(tǒng)對比分析了所研制環(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)同強化機理，并建立防腐蝕和抗損傷模型；同時，根據(jù)應(yīng)用工況條件，通過不斷優(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(fā)明專利授權(quán)2項。圍繞工程領(lǐng)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(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題入手，解決實際應(yīng)用中的問題，相關(guān)研究工作仍在進行中，期待專家、同仁多提寶貴意見、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)與工程專業(yè)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(xué)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(xué)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(xué)博士，副教授，四川省特聘專家、四川省專家服務(wù)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(quán)威期刊發(fā)表SCI文章40余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利6件，主持國家自然科學(xué)基金、四川省科技廳重點項目等10項。兼任中國機械工程學(xué)會表面工程分會青年工作委員會委員；中國機械工程學(xué)會材料分會委員會委員；中國腐蝕與防護學(xué)會鐵道設(shè)施專業(yè)委員會第一屆委員會委員；四川省腐蝕與防護學(xué)會理事會理事等。

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