2024年, 第43卷, 第07期　
刊出日期：2025-07-11

  

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  游离微珠材质对摩擦辅助电铸铜层力学性能的影响

  周超, 任建华, 董迎港, 姚传慧, 尹冠华

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 1-8. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.001

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  [目的]研究不同材质游离微珠对摩擦辅助电铸铜层力学性能的影响。[方法]分别使用直径为0.8～1.2 mm的氧化铝陶瓷微珠和氧化锆陶瓷微珠作为摩擦辅助介质进行电铸铜，对比所得Cu电铸层的表面微观形貌、截面金相组织和力学性能。[结果]氧化锆陶瓷微珠对Cu电铸层表面具有更强的磨削作用，能有效减少表面毛刺和凸起，以及起到细化晶粒的作用。使用氧化锆陶瓷微珠制备的Cu电铸层的显微硬度为147.2 HV，抗拉强度为308.3 MPa，延伸率为19.8%，分别比采用氧化铝陶瓷微珠摩擦辅助时所得的Cu电铸层高了约10.3%、5.7%和2.3%。[结论]选择合适的游离微珠作为摩擦介质可以改善电铸层的表面品质，提升其力学性能。
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  输电线路金具表面电沉积锌-镍-金刚石复合镀层的性能

  赵军愉, 徐松晓, 柴小亮, 王胜楠, 谢思哲

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 9-15. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.002

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  [目的]对输电线路金具进行适当的表面处理有利于延长其使用寿命，为电力系统的安全运行提供保障。[方法]采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、电化学分析和摩擦磨损试验，对比了纯Zn、Zn–Ni合金和Zn–Ni–金刚石复合镀层的微观形貌、元素成分、相结构、耐蚀性和耐磨性。[结果]在研究的3种镀层中，Zn–Ni–金刚石复合镀层表面最平整致密，主要由γ-Ni₅Zn₂₁相和δ-Ni₃Zn₂₂相组成，耐蚀性和耐磨性最佳。[结论]Zn–Ni–金刚石复合电沉积在金具表面防护方面具有良好的应用前景。
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  离子液体电沉积铝及其合金在NdFeB永磁体表面的应用

  刘宁华, 赖心翘, 祝闻, 赖洪, 罗有斌, 刘明杰, 秦冬霞, 胡艳婷

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 16-26. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.003

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  [目的]近年来，在材料表面电沉积轻质、耐腐蚀和低成本的铝及铝合金备受关注。离子液体以其高导电性、宽电化学窗口和低毒性，被视为环保电解液的首选。采用离子液体电沉积铝及铝合金能有效提升材料的耐蚀性和力学性能，这为低耐蚀性NdFeB永磁体材料的应用提供了新思路。[方法]综述了以AlCl3为主盐的离子液体在铝及铝合金电沉积工艺、机理及应用的最新进展，重点介绍了该技术在Nd Fe B永磁体中的研究和应用现状，指出了目前存在的问题。[结果]离子液体电沉积铝及铝合金在NdFeB永磁体表面的应用以Al及Al–Mn合金为主。[结论]尽管将离子液体电沉积铝及铝合金作为Nd Fe B永磁体表面防护已受到业界的广泛关注，并取得了一定的进展，但成本高、镀液黏度大、沉积难等问题仍亟待解决。
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  磁控溅射玫瑰金膜层的颜色及抗变色性能

  袁军平, 陈令霞, 植宝, 陈德东, 袁佩, 邱思琦, 张邵烽

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 27-34. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.004

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  [目的]玫瑰金因其优雅浪漫的颜色而被广泛用于装饰镀膜，但现有玫瑰金镀膜基本采用电镀工艺制备，存在严重的环境污染问题，需要寻求绿色环保的镀膜新工艺。[方法]采用磁控溅射镀膜工艺在316L不锈钢表面沉积Au85玫瑰金膜层。研究了溅射时间、靶电流和基体表面状态对膜层颜色的影响。检测了较佳工艺下所得膜层的抗变色性能。[结果]溅射时间在30 min以内变化时膜层颜色基本不受影响。靶电流从0.5 A增大至1.0 A时，膜层晶粒变粗，亮度下降，色度增大。基体表面状态会影响膜层颜色及不同方向的色差。在靶电流1.0 A下对镜面抛光的316L不锈钢磁控溅射15 min可获得较明亮的红色膜层，该膜层在模拟太阳光照射和人工模拟汗液浸泡试验中都表现出较好的抗变色性能。[结论]磁控溅射Au85玫瑰金镀膜工艺满足绿色环保和工艺饰品表面装饰要求，应用前景良好。
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  电镀高强钢零件返修除氢标准的执行和风险管控

  李成龙, 成书宇, 马巍巍

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 35-42. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.005

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  [目的]分析和明确高强度钢电镀返修时除氢处理的控制要求，解决在执行除氢标准过程中出现的一些疑问，确保电镀产品品质和安全性。[方法]结合多年的实践经验，总结了在标准(HB/Z 318–1998)范畴内的实际执行要求，重点分析了退镀和电镀结合时的多种除氢情况，并探讨了特殊材料和特殊使用条件下的除氢控制措施。[结果]对于抗拉强度不低于1 300 MPa的零件，在酸性退镀后必须先除氢8 h，再进行第二次电镀。对于抗拉强度低于1 300 MPa的零件，酸性退镀后的除氢可以与后续电镀的除氢工序合并进行，但此情况下最多只能退镀2次。[结论]消除应力、退镀后除氢、电镀后除氢及热处理都是重要的保温处理工艺过程。通过合并这些处理步骤可以简化生产流程，但必须遵循相关标准和风险控制原则。另外，推荐使用20号航空润滑油进行油槽除氢，并采用信息化系统和预警设备来应对除氢过程中可能出现的停电、断电等情况。
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  基于机器视觉的飞机电镀部件曲表面无损检测

  袁忠大, 刘傲天, 张小锋, 李世杰, 王大伟

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 43-50. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.006

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  [目的]为解决机器视觉在曲表面无损检测中算法复杂的问题，以及克服传统光源在曲表面检测中的局限性，开发了一套基于格栅光源的飞机电镀部件曲表面无损检测系统。[方法]该系统通过格栅光对电镀部件曲表面进行成像，随后进行图像分析，包括图像导入、预处理、Blob分析等步骤。[结果]该系统能够快速、准确地检测出电镀部件曲表面存在的缺陷，检测效率高且稳定可靠。[结论]该系统在飞机制造企业及航空公司飞机维护一线的初步工程应用中取得了良好效果，有望进一步推广。
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  铈掺杂量对钛基锡锰铈氧化物涂层电极表面形貌及电化学性能的影响

  蒋嘉辰, 张学敏, 寇圣明

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 51-58. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.007

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  [目的]电沉积用钛基二氧化锰电极的电化学性能有待提高。[方法]采用热分解法在450℃下制备了以SnO₂为中间层，稀土铈掺杂量不同的钛基MnO₂电极（Ti/SnO₂/MnO₂+CeO₂），通过场发射扫描电子显微镜与循环伏安测量、电化学阻抗谱、析氧极化曲线测试、加速寿命试验等电化学方法对电极的活性层形貌及电化学行为进行分析。[结果]铈掺杂可以明显改变活性层形貌，使其形成由大量圆形晶粒组成，均匀且致密的表面结构。当铈掺杂量为4%时，电极具有最平整的活性表层，其伏安电荷容量约为未掺杂铈时的6倍，加速寿命约为未掺杂铈时的1.8倍。[结论]适量掺杂铈可以提高钛基二氧化锰涂层电极的电催化活性及延长其使用寿命。
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  过氧化氢对锌表面镨盐转化膜耐蚀性的影响

  邹忠利, 单玺畅, 米志娟, 李洋, 仝昆民, 张旭

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 59-67. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.008

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  [目的]在以硝酸镨为成膜主剂的化学转化液中添加强氧化剂过氧化氢，以进一步提升膜层的耐蚀性。[方法]通过硫酸铜点滴试验、析氢试验、动电位极化曲线测量及电化学阻抗谱测试，研究了过氧化氢体积分数对锌表面镨盐转化膜耐蚀性的影响，并使用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线光电子能谱仪(XPS)分析了转化膜的微观形貌和成分。[结果]随着转化液中过氧化氢体积分数增大，所得镨盐转化膜的耐蚀性先变好后变差。当过氧化氢体积分数为35 mL/L时，镨盐转化膜的耐蚀性最佳，此时膜层较致密，主要由镨的氢氧化物和氧化物组成。[结论]在镨盐转化液中添加适量过氧化氢可在金属锌表面获得耐蚀性较好的转化膜。
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  激光烧蚀方式对织构化球墨铸铁摩擦磨损性能的影响

  纪成龙, 吕廓, 朱胜旺, 刘炜程, 王成金, 郑宏宇, 王志文

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 68-75. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.009

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  [目的]为提高球墨铸铁表面的耐磨性，分析了不同激光烧蚀方式对织构化球墨铸铁摩擦磨损性能的影响。[方法]采用传统激光逐点烧蚀方法在球墨铸铁表面直接制备规则的微织构阵列，以及采用激光连续扫描的方式在球墨铸铁表面原位诱导制备不规则的微织构阵列，两种微织构阵列的平均直径和平均面密度保持相同，随后在油润滑条件下进行摩擦磨损试验。通过表面硬度、表面成分、摩擦因数、磨损率等检测，探讨了两种织构化球墨铸铁表面的减摩抗磨性能及机理。[结果]激光逐点烧蚀方式未能提升球墨铸铁的表面硬度，摩擦因数和磨损率分别比原始样件减小9.3%和75%，摩擦磨损试验后表面发生了明显氧化。激光连续扫描方式将球墨铸铁表面硬度由(273±25) HV提升至(428±36) HV，摩擦因数和磨损率分别比原始样件减小20%和78%，摩擦磨损试验后表面未发生明显氧化。[结论]相比逐点烧蚀微织构试样，激光连续扫描制备的微织构样品表面的减摩抗磨性能更优异，同时减少了摩擦时产生犁沟、塑性变形、磨损碎屑等现象，其摩擦学性能的提高归因于非织构区域表面硬度的提高，以及微织构对磨粒的捕捉、储油及动压润滑效应的协同作用。
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  2205双相不锈钢在高温高压含H₂S环境中的应力腐蚀开裂行为

  赵在鹏, 蔡锐, 陈家雄, 吴镇江, 何奇垚

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 76-84. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.010

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  [目的]研究2205双相不锈钢油井管柱在含H₂S、CO₂气井实际服役工况环境下的应力腐蚀开裂行为和机理。[方法]通过模拟油气田现场工况环境，采用慢拉伸法和四点弯曲法在不同温度和H₂S分压下进行了应力腐蚀开裂试验，按失重法测试了均匀腐蚀速率，并采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了腐蚀微观形貌和腐蚀产物。[结果]当H₂S分压为0.10 MPa时，2205双相不锈钢处于应力腐蚀脆性断裂区，且在25℃时的应力腐蚀开裂敏感性最高。[结论]温度升高和加载应力能加快阳极溶解，令2205双相不锈钢的腐蚀速率增大。
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  镀锌钢耐腐蚀性能在线快速检测装置及其应用

  边美华, 何雨茵, 彭家宁, 李君华, 张兴森

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 85-91. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.011

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  [目的]传统的镀锌钢耐蚀性检测方法(如人工盐雾腐蚀试验或实际环境暴露试验)存在试验周期长的问题。开发一种能够快速检测镀锌钢耐腐蚀性能的设备和方法对于提高检测效率具有重要意义。[方法]自行设计了用于连续在线快速检测镀锌钢耐蚀性的装置。该装置由加液装置、腐蚀反应系统和测试系统构成，检测过程主要包括腐蚀反应、自动进样、连续采样和吸光度分析。[结果]该装置能够在数小时内完成镀锌钢耐腐蚀性能的检测，显著缩短了测试时间，并且测试结果与中性盐雾试验结果基本一致。[结论]该装置操作简单，能够快速评估镀锌钢的耐蚀性，具有广阔的应用前景。
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  不同厚度锌铝镁合金镀层的耐腐蚀性能

  张晨, 刘顺明, 王长成, 王智锋, 庞二帅, 黎敏

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 92-100. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.012

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  [目的]锌铝镁（Zn–Al–Mg）合金镀层作为一种新型高耐蚀性镀层，其厚度对耐蚀性具有显著影响。[方法]通过辉光放电光谱仪（GDS）、扫描电镜（SEM）、电化学工作站等仪器测试，对比了Zn–Al–Mg合金镀覆量为80、120和180g/m²的镀锌钢（分别用ZM80、ZM120和ZM180表示）在中性盐雾环境下的耐蚀性。[结果]ZM80、ZM120和ZM180在中性盐雾试验中出现红锈的时间分别为840、1 176和1 512 h。三者的腐蚀过程包括钝化膜保护、锌层阻隔保护、锌层电偶保护和基体腐蚀4个阶段，其中钝化膜的保护作用与其均匀性有较大关联。ZM120和ZM180的划叉试样在不同时间段的红锈面积与未划叉试样相比无明显区别，这主要归因于Zn–Al–Mg合金镀层在破损区域形成的致密腐蚀产物有效减缓了腐蚀进程。[结论]不同厚度Zn–Al–Mg合金镀层的防腐能力不同，实际生产中可以根据应用场景选择镀层厚度合适的镀锌铝镁合金钢。
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  恒电量法研究温度对石油储罐底板材料在土壤模拟液中腐蚀的影响

  祝传秋, 胡世杰, 谢瑞安, 王文彬, 张璐, 蔡海刚, 严长征, 马天明, 张小华

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 101-109. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.013

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  [目的]大型石油储罐运营过程复杂多样的环境条件，以及石油、沉积水、土壤等腐蚀介质造成石油储罐的腐蚀行为极其复杂，而储罐腐蚀行为的研究和腐蚀过程的监测对于储运中心运行和安全管理极其重要。恒电量法具有快速、无损、灵敏度高、重现性好等优点，基于恒电量法可以实现复杂体系中腐蚀过程的实时监测，但目前在储罐腐蚀研究中鲜有报道。[方法]采用恒电量法研究温度对储罐底板材料(16MnR钢)在土壤模拟液中腐蚀的影响，并结合传统的挂片法、动电位极化法、线性极化法、电化学阻抗法及扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征，对恒电量法应用于石油储罐底板腐蚀研究的有效性进行评价。[结果]温度对16MnR钢在土壤模拟液中的腐蚀有极大的影响，腐蚀随温度升高而加快，恒电量法与传统电化学方法的测试结果具有较好的一致性。[结论]恒电量技术是一种可靠性较高的腐蚀检测方法，在石油储罐底板腐蚀的实时监测中有着很好的应用前景。
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  金属防腐用高分子封闭涂层的制备及性能

  韦俏娜, 蓝擎, 方勇, 唐海梅, 陈宇, 王亚欣

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 110-114. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.014

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  [目的]提出一种操作简单、防腐效率高、耐摩擦性能强的金属表面防腐涂层的制备方法。[方法]以环氧树脂、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、微米级纤维素颗粒、纳米级二氧化硅颗粒、正硅酸四乙酯、丙烯酸六氟丁酯等原料制备了一种封闭剂，采用空气喷涂法在铜基体上得到封闭涂层。[结果]丙烯酸六氟丁酯单体和修饰剂三氟丙醇的引入使涂层拥有较低表面能的同时又具有优异的粘附性。涂有封闭剂的铜片经历6 000 h的盐雾试验后质量仅减少了7.4%左右，在王水中被完全腐蚀掉的时间比空白铜片延后了至少350 min。[结论]该封闭涂层具有优异的耐腐蚀和耐摩擦性能。
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  多功能防腐涂层材料的研究进展

  罗银胜, 范方强

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 115-125. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.015

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  [目的]金属设施及部件的腐蚀防护一直是工业发展中至关重要的问题，传统单一功能的防腐涂层材料已逐渐无法满足工业发展的需求。[方法]基于不同自然环境对防腐涂层材料的特殊要求，从金属在不同自然环境中的腐蚀机理出发，着眼于复合型防腐涂层材料的发展现状，重点分析了耐摩擦型、自修复型、超疏水型、抗菌型和防垢型5种复合多功能防腐涂层材料的应用情况及作用机理，并对复合型多功能防腐涂层材料的发展趋势及前景进行了展望。[结果]多功能防腐涂层材料在实际应用中表现出显著的性能优势，能够有效提升金属设施及部件的防护能力。[结论]多功能防腐涂层材料是现代工业防护的重要发展方向，具有广阔的应用前景和发展潜力。
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  BaSO₄/ZrO₂隔热涂层的制备及性能

  武娅娣, 谢松伯, 杨丽丽, 郑益华, 冼学权, 黄志民

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 126-133. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.016

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  [目的]BaSO₄不仅成本低，来源丰富，而且具有较高的太阳光反射比和半球发射率，但作为隔热填料应用于涂料中时，隔热性能不如金红石型TiO₂和SiO₂，因此需要对BaSO₄进行改性以提升其隔热性能。[方法]以BaSO₄及ZrO₂粉体为原料，通过煅烧法获得BaSO₄/ZrO₂粉体，并以BaSO₄/ZrO₂粉体为隔热填料，纯丙乳液为成膜物质，制备BaSO₄/ZrO₂隔热涂层。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）对粉体的化学结构及形貌进行表征，并探讨ZrO₂添加量对涂层性能的影响。[结果]随着ZrO₂添加量的增加，涂层的太阳光反射比、近红外反射比和半球发射率均先升高后降低，隔热温差先增大后减小。当ZrO₂添加量为5%（质量分数）时，涂层的太阳光反射比为0.809，近红外反射比为0.785，半球发射率为0.92。此时，BaSO₄/ZrO₂涂层的隔热温差达到11.29℃，与BaSO₄涂层相比高3.12℃，与以未煅烧BaSO₄/ZrO₂制备的涂层相比高4.52℃。[结论]本研究结果可为基于改性BaSO₄的隔热涂料技术和产品的开发提供参考。
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  甲基丙烯酸十三氟辛酯改性胺固化剂增韧环氧清漆涂层的性能和机理研究

  张博伦, 张海宝, 王振军, 张松林, 李兆睿, 陈玉生

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 134-143. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.017

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  [目的]氢化双酚A二缩水甘油醚环氧树脂(HBPA-EP)基涂层应用时脆性大、韧性不足、疏水性较差等问题亟待解决。[方法]使用甲基丙烯酸十三氟辛酯(C6F)对异佛尔酮二胺(IPDA)固化剂进行改性后，与HBPA-EP反应固化为涂层，研究了改性剂掺量对涂层疏水性能、力学性能、耐化学品性能和耐沾污性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振氢谱仪(1H-NMR)分析了C6F对IPDA的改性机理。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)对涂层拉伸断面形貌及表面氟元素的分布进行表征。[结果]C6F的氟碳链结构被成功引入到IPDA分子中。采用C6F改性IPDA制备的涂层在疏水性能和力学性能上都得到明显提高。C6F与IPDA的物质的量比为0.5∶1.0时所得涂层的性能最佳，其水接触角为118.2°，铅笔硬度达到2H，柔韧性为1 mm，粘结强度为16.2 MPa，在浸水、浸碱和浸酸8 d后未出现吸水溶胀现象，表面也具有良好的抗涂鸦沾污性能。[结论]改性后的IPDA与HBPA-EP反应形成了交联网状结构，氟碳键的存在使网状结构交联更加致密，实现了对HBPA-EP交联体系的有效调节，令改性涂层的疏水性能和力学性能均得到改善。
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  涂装漆雾治理干湿法分离技术试验对比

  何曦, 叶明强, 周益辉, 邱敬贤, 黄仕良, 刘胜强, 黄安涛, 胡献舟, 李二平, 杨利平

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 144-151. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.018

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  [目的]漆雾作为涂装作业产生的主要污染物之一，其治理效果是影响其他污染物治理成败的关键。常见的治理方式主要有干法和湿法两类，但同一工况下的对比研究鲜有报道。[方法]以喷涂车间产生的漆雾为治理目标，分别以干法工艺(球滤与玻璃纤维棉过滤相结合)和湿法工艺(水旋分离)进行漆雾治理试验研究。[结果]干法工艺去除漆雾的平均效率达到95%，湿法工艺则达到98%。湿法工艺较干法工艺有更低的排放浓度和更稳定的表现，但两者均出现了漆雾附着在设备内壁的情况。[结论]在工程应用中，应根据项目的具体情况来选择合适的漆雾治理工艺。
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  电镀园区PFASs污染特征分析及控制对策

  齐奋春, 许冲, 张景茹, 伍银爱, 程红艳, 曾靖雯

  电镀与涂饰. 2024, 43(07): 152-160. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.07.019

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  [目的]电镀是全氟和多氟烷基物质(PFASs)污染的主要来源之一。目前对于典型电镀生产工艺过程及其废水处理站的全链条新污染物研究相对不足。[方法]选取珠三角某电镀园区作为研究对象，检测了包括全氟烷基羧酸(PFCAs)、全氟烷基磺酸(PFSAs)，以及全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的常见替代物在内的30种典型PFASs，分析了其污染特征。[结果]在电镀的各个工序中普遍存在PFASs，其中镀铬工序检出的PFASs种类最多、浓度最高，并且检出了已明令禁止使用的PFOS、PFOA和PFHx S(全氟己烷磺酸)。废水集中处理设施的进水中PFOS和6:2 FTS(全氟辛烷磺酸钠)的检出浓度和检出率最高，显示出相对严重的污染水平。尽管废水集中处理设施对PFASs有一定的协同处理效果，但出水中检测到了进水中未出现的HFPO-DA(2-甲基-3-氧杂全氟己酸)，表明PFASs在污水处理系统中的转化过程有待进一步研究。[结论]针对电镀园区的PFASs污染问题，政府可建立新污染物筛查监测和环境风险评估工作制度，电镀园区宜建立入园企业化学物质信息调查登记制度，企业应落实重点管控新污染物清单要求。