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深圳南山西麗大學(xué)城創(chuàng)意園 |
- 作者:
- 來源: Coachem
- 日期 : 2022-03-10
美國航天局肯尼迪航天中心（KSC）腐蝕工程實驗室是一個由人員、設(shè)備和設(shè)施組成的網(wǎng)絡(luò)，為NASA和外部客戶提供所有腐蝕領(lǐng)域的工程服務(wù)和技術(shù)創(chuàng)新。美國宇航局KSC腐蝕工程實驗室由一個海濱大氣腐蝕試驗場、一個涂層應(yīng)用設(shè)施和一個室內(nèi)腐蝕實驗室組成。此外，腐蝕工程實驗室在更大的NASA工程局內(nèi)工作，包括對涂層和材料進(jìn)行化學(xué)和物理分析、無損評估（NDE）方法和諸如拉伸、沖擊和振動等測試的其他能力。
腐蝕工程實驗室是一個多用戶設(shè)施，服務(wù)于NASA中心、各種國防部和政府機(jī)構(gòu)、私人公司和教育機(jī)構(gòu)。KSC海濱大氣暴露試驗場在政府內(nèi)部是獨一無二的，這使得它成為NASA以外的客戶可以利用的寶貴資源。
NASA研發(fā)的高科技涂層技術(shù)
1）抗腐蝕性粉末粒子
本技術(shù)來自于美國宇航局肯尼迪航天中心（KSC），該粉末顆粒技術(shù)將金屬材料組合成一種均勻的顆粒，可用于防止鋼筋在混凝土中的腐蝕。該粉末與液體環(huán)氧粘結(jié)劑同時噴灑在混凝土結(jié)構(gòu)表面，以實現(xiàn)金屬顏料的均勻分布，并對混凝土中的底層鋼提供陰極保護(hù)。在鋼筋混凝土外表面涂覆后，金屬顆粒與嵌入鋼筋表面之間形成電流。這種方法是有利的，因為涂層是通過刷或噴到混凝土的外部（而不是鋼筋）在施工完成后（并根據(jù)需要再涂）。據(jù)美國宇航局稱，它適用于停機(jī)坪、坡道和車庫；公路和橋梁基礎(chǔ)設(shè)施；混凝土墩、海上平臺和其他海洋結(jié)構(gòu)；冷卻塔；管道；建筑物、地基和其他工程結(jié)構(gòu)。
2）防腐液體涂層
美國宇航局肯尼迪航天中心還開發(fā)了一種可以防止嵌入混凝土中的鋼筋腐蝕的液體涂層。這種涂料是由廉價的、商業(yè)上可用的成分制成的，很容易用刷子或噴霧劑涂在鋼筋混凝土的外表面。它是一種無機(jī)的、鍍鋅的涂層，含有各種金屬顆粒，包括鎂、鋅和/或銦，以及有助于保護(hù)過程的吸濕化合物。在鋼筋混凝土外表面涂覆后，金屬顆粒與嵌入鋼筋表面之間形成電流。早期的涂層試驗表明，該涂層符合NACE國際RP0290-90 100毫伏（MV）極化發(fā)展/衰減除極化標(biāo)準(zhǔn)，用于完全保護(hù)嵌入在混凝土中的鋼筋。美國宇航局還證明，鋼筋會發(fā)生負(fù)極化，這表明存在正電流，電位移動超過400 mV。與粉末顆粒技術(shù)一樣，液體涂層是在施工完成后應(yīng)用的。它通常可持久保護(hù)10年，這種涂料具有類似的潛在應(yīng)用，從混凝土陽臺和天花板，橋梁，碼頭，停車場，冷卻塔和管道。
3）高性能聚酰亞胺粉末涂料
美國宇航局肯尼迪航天中心將熔點遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)絕緣聚酰亞胺的聚酰亞胺配制成具有良好熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和電學(xué)性能的粉末涂料。這些涂層是以聚酰胺酸樹脂為基礎(chǔ)的，目前正在進(jìn)行測試，在耐鹽霧腐蝕方面取得了令人鼓舞的初步成果。NASA認(rèn)為，它們在管道和其他基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)械、暴露金屬部件和汽車部件方面有潛在的應(yīng)用。該機(jī)構(gòu)正在尋找合作伙伴，在商業(yè)上開發(fā)這種涂層技術(shù)。
4）智能環(huán)保的涂層系統(tǒng)
美國宇航局肯尼迪航天中心的研究人員還開發(fā)了一種智能的、環(huán)保的涂層系統(tǒng)，可以在沒有外部干預(yù)的情況下早期發(fā)現(xiàn)和抑制機(jī)械損壞的腐蝕和自愈。涂層的設(shè)計本身就是為了檢測涂層基體中的腐蝕開始，并通過釋放緩蝕劑和特殊配方的微膠囊和微粒來自動控制腐蝕。腐蝕的開始觸發(fā)了指示和抑制腐蝕的化合物的釋放。機(jī)械損壞的涂層觸發(fā)釋放成膜化合物，以修復(fù)損壞。NASA相信，多功能涂層系統(tǒng)將通過防止災(zāi)難性的腐蝕故障來降低維護(hù)成本和提高安全性。該技術(shù)有潛力用于橋梁和其他基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、船舶、飛機(jī)、管道和機(jī)械的防腐涂層。
5）防蟲涂層
除了防止腐蝕外，防止昆蟲粘附也是NASA面臨的另一個持續(xù)挑戰(zhàn)。昆蟲在機(jī)翼前緣的積累是一個比人們可能意識到的更嚴(yán)重的問題。視大小而定，這種積累改變了機(jī)翼的空氣動力特性，導(dǎo)致從層流到紊流的變化，導(dǎo)致升力降低，阻力增加，燃料效率降低。據(jù)該機(jī)構(gòu)稱，與其他可能的解決方案相比，涂層提供了幾個好處，包括使用方便、潛在的可忽略重量懲罰、減少了對環(huán)境的擔(dān)憂、更好的經(jīng)濟(jì)性以及在整個飛行剖面中的持續(xù)功能。美國宇航局的蘭利研究中心（LRC）開發(fā)了一種含氟烷基醚環(huán)氧體系，作為一種堅固的防蟲涂層，以提高飛機(jī)效率。該公司認(rèn)為，這種涂層在其他需要減少昆蟲殘留粘附性的應(yīng)用中也很有用，例如在汽車和風(fēng)能行業(yè)。當(dāng)氟化脂肪族組分濃度低至1wt%時，由于官能團(tuán)優(yōu)先遷移到聚合物表面，以及納米到微尺度顆粒填料的加入，環(huán)氧涂料的疏水性有所提高。這一涂層技術(shù)的幾種配方于2015年4月和5月在波音公司進(jìn)行了飛行測試。
6）耐沾污聚氨酯涂料
美國宇航局還開發(fā)了含有氟基團(tuán)的耐沾污聚氨酯涂料，用于極端環(huán)境中。據(jù)該機(jī)構(gòu)介紹，這些系統(tǒng)不僅可以用于防止昆蟲殘留在飛機(jī)、汽車和風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)上的附著，還可以作為一般的防污涂料和涂層，提供更好的防污、耐腐蝕和更好的耐候性。它們已在一處受控制的昆蟲撞擊設(shè)施和生態(tài)惡魔層波音757飛機(jī)上測試以減輕昆蟲殘留物的粘著性。昆蟲居住比觀察到的非涂層表面的低，涂層被證明是疏水性的，耐久性可與目前最先進(jìn)的聚氨酯配方相媲美。該涂層還符合當(dāng)前飛機(jī)制造的要求。
7）防結(jié)冰涂料
防止飛機(jī)結(jié)冰是NASA發(fā)現(xiàn)新的涂層技術(shù)可以幫助克服真正挑戰(zhàn)的另一個領(lǐng)域。美國宇航局的蘭利研究中心（LRC）的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出新的單體和聚合物，用于形成用于除冰商用飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)的涂層。這種涂層可以防止結(jié)冰，而不是除去冰，從而減少了使用除冰劑的需要。它的工作原理是模仿在某些魚類和兩棲類中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白（AFPs）的行為，賦予其特性，包括降低冰點、抑制冰層再結(jié)晶和冰層重構(gòu)（改變冰晶形態(tài)）。其結(jié)果是通過吸附機(jī)制抑制了冰的生長，防止了冰的形成。
美國宇航局開發(fā)的其他有趣的涂層技術(shù)包括：在粘合劑中以赤鐵礦（氧化鐵）為基礎(chǔ)的低成本溫度敏感涂層（高達(dá)600°C），可作為光致發(fā)光技術(shù)的替代物；含有碳納米管和用于噴墨打印的金屬顆粒的導(dǎo)電油墨，電阻在千歐姆范圍內(nèi)；耐用但柔軟的聚酰胺/聚酰亞胺氣凝膠，比傳統(tǒng)的二氧化硅氣凝膠強(qiáng)500倍，可用于隔熱和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)；薄膜具有綜合的結(jié)構(gòu)和功能元素，對使用商用添加劑印刷設(shè)備生產(chǎn)的撕裂和碾壓具有更大的損傷能力。
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