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本书从涂料的腐蚀和防护方面进行了基础性的介绍，深入讨论了目前使用和发展中的各种类型的智能涂料，概述了它们的合成和表征方法，及其在各种腐蚀环境中的应用，包括许多智能涂料的当前和潜在应用于各种腐蚀问题的实例。另外，本书还介绍了智能涂料目前的研究进展和趋势，以及所面对的挑战。

本书适合腐蚀工程科技工作者及高等学校相关专业师生阅读参考。

第1章腐蚀控制涂层的电化学观点001

1.1简介001

1.2腐蚀001

1.2.1腐蚀热力学001

1.2.2动力学002

1.3涂层004

1.3.1屏蔽涂层004

1.3.2防腐蚀涂层006

1.3.3阴极保护涂层006

1.3.4涂层体系008

1.4结论009

参考文献009

第2章腐蚀的重要性及使用智能防腐蚀涂层的必要性010

2.1简介010

2.2低温智能涂层011

2.3自愈合涂层的封装012

2.4阴极保护017

2.4.1牺牲阳极017

2.4.2ICCP系统017

2.5高温智能涂层018

2.6热腐蚀019

2.6.1热腐蚀类型020

2.6.2热腐蚀机理020

2.6.3高温合金热腐蚀021

2.6.4DMS-4的氧化特征023

2.7表面涂层技术024

2.7.1扩散涂层024

2.7.2包覆涂层024

2.7.3表面工程技术025

2.8主要微量元素的影响027

2.9智能涂层的概念027

2.9.1准备和选择合适的表面工程技术028

2.9.2智能涂层评估技术029

2.9.3已开发的智能涂层的性能030

2.10结论和展望032

参考文献032

第3章抑制金属合金腐蚀的智能无机和有机预处理涂层035

3.1简介035

3.1.1腐蚀的定义035

3.1.2金属腐蚀预防的成本036

3.1.3国民经济的腐蚀成本037

3.2设计防腐蚀智能涂层037

3.3预处理涂层038

3.3.1选择合适的金属合金038

3.3.2表面改性038

3.4无机非金属预处理涂层039

3.4.1铬酸盐转化涂层039

3.4.2磷酸盐转化涂层040

3.4.3镧基转化涂层040

3.4.4混杂型转化涂层041

3.5有机预处理涂层042

3.5.1混合溶胶-凝胶涂层042

3.5.2导电聚合物涂层043

3.5.3自组装预处理涂层044

3.5.4聚电解质多层膜045

3.5.5负载缓蚀剂的纳米容器控释涂层046

3.5.6生物膜作为预处理涂层046

3.6结论046

致谢046

参考文献046

第4章源于金属有机前驱体的低温涂料：一种经济环保的优良方法057

4.1简介057

4.2化学气相沉积：MOCVD新技术058

4.2.1激光诱导化学气相沉积059

4.2.2紫外诱导化学气相沉积060

4.2.3等离子增强化学气相沉积（PECVD）060

4.2.4电子束化学气相沉积061

4.2.5流化床化学气相沉积061

4.2.6原子层沉积（ALD）061

4.2.7聚焦离子辅助化学气相沉积（IACVD）062

4.3有机金属前驱体：经济性的大面积合成063

4.3.1有机金属前驱体：氧化物陶瓷063

4.3.2有机金属前驱体：非氧化物陶瓷067

4.4液体输送体系：溶剂的作用074

4.5有机金属前驱体化学074

4.6成核和生长机制075

4.7涂层破坏机制075

4.8结论和展望077

参考文献078

第5章钢表面铈掺杂硅烷杂化自愈涂料的合成与表征083

5.1简介083

5.2实验过程084

5.2.1样品制备084

5.2.2分析方法085

5.3结果与讨论085

5.3.1铈离子和双酚A对304L不锈钢基体上SHC显微组织和防腐蚀性能的影响085

5.3.2用于304L不锈钢且经硝酸铈和氧化铈纳米粒子改性的SHC涂层自愈性的电化学评估093

5.3.3铈浓度对HDG基体上铈掺杂SHC涂层的微观结构和防腐蚀性能的影响099

5.3.4铈盐活化纳米粒子填充硅烷涂层对HDG基体缓蚀作用的评估106

5.4结论和展望115

致谢116

参考文献116

第6章杂化富锌涂层：纳米缓蚀剂和导电粒子掺杂的影响118

6.1简介118

6.2实验过程120

6.2.1材料和制备方法120

6.2.2研究方法121

6.3结果124

6.3.1纳米粒子的研究124

6.3.2涂层和钢基材的研究130

6.4讨论146

6.5结论148

致谢148

参考文献148

第7章新型发光搪瓷涂层154

7.1简介154

7.2搪瓷 重要的性能155

7.3发光特性156

7.4发光瓷釉涂层156

7.5实验材料和过程157

7.6结果和讨论159

7.6.1涂层的形貌特征159

7.6.2涂层的防护性能160

7.6.3发光性能的趋势168

7.7结论173

参考文献173

第8章破损触发的微纳米容器自修复防腐蚀涂料175

8.1简介175

8.1.1成为 经济问题的腐蚀现状175

8.1.2防止腐蚀的方法175

8.2保护性有机涂层的微米容器和纳米容器制备方法：自愈合涂层vs自防护涂层177

8.3容器类型及其制备方法179

8.3.1LDHs型纳米容器或微米容器179

8.3.2陶瓷芯和聚电解质聚合物壳的容器180

8.3.3含有陶瓷芯和毛孔末端刺激响应塞的容器183

8.3.4直接乳液法或反相乳液法容器185

8.3.5基于界面物理现象的容器186

8.3.6乳液液滴中的界面或本体化学反应制备的容器191

8.4容器中活性剂的释放195

8.5容器在新型保护涂料基质中的分布197

8.6掺有容器的有机自保护涂层的防护性能198

8.7结论200

参考文献200

第9章现代涂料中试生产的重要方面206

9.1简介206

9.2定义206

9.3分散过程207

9.4涂料的一般工艺208

9.5中试209

9.5.1逐步放大209

9.5.2中试布局——主要问题210

9.5.3生产装置及其配套装置210

9.5.4水性和溶剂型聚合物基料的中试生产类型211

9.6涂料工业主要设备213

9.6.1搅拌器213

9.6.2研磨机215

9.6.3过滤器217

9.7涂料的检查要点217

9.8涂料工业的一般安全注意事项217

9.9用于涂料的丙烯酸胶乳中试和扩大生产的典型实例218

9.9.1装料的一般过程219

9.9.2中试车间设置219

9.10结论220

参考文献220

0章用于金属防护的智能绿色转化涂层的溶胶-凝胶法221

10.1简介221

10.2智能化学的发展222

10.3表征方法224

10.3.1光谱分析224

10.3.2热分析228

10.3.3纳米压痕分析229

10.3.4表面形态231

10.4涂层评估232

10.4.1实验室试验232

10.4.2户外试验240

10.5结论248

致谢248

参考文献248

1章超疏水导电聚合物防腐蚀涂层251

11.1简介251

11.2腐蚀防护251

11.2.1转化涂层251

11.2.2有机涂层252

11.3导电聚合物防腐蚀涂层252

11.3.1涂覆工艺252

11.3.2腐蚀防护机理253

11.3.3导电聚合物实例254

11.4超疏水防腐蚀涂层256

11.4.1理论背景256

11.4.2制备方法257

11.5超疏水导电聚合物防腐蚀涂层259

11.6结论260

致谢260

参考文献260

2章聚合物-缓蚀剂掺杂涂层的智能防护264

12.1简介264

12.2钢筋混凝土中的应用266

12.3电纺丝智能涂层269

12.4溶胶-凝胶涂层的腐蚀控制272

12.5结论276

致谢276

参考文献276

3章热致变色二氧化钒智能涂层的性能及应用281

13.1VO2的简介和性质281

13.1.1VO2的合成方法282

13.1.2VO2相变开关时间283

13.1.3原子氧辐照对VO2性质的影响284

13.1.4掺杂对VO2相变的影响284

13.2应用286

13.2.1全光开关287

13.2.2电开关287

13.2.3VO2基杂化超材料器件288

13.2.4VO2等离子体器件289

13.2.5VO2基射频微波开关293

13.2.6智能窗口293

13.3结论294

参考文献294

4章单组分自修复防腐蚀涂层：设计方案与实例300

14.1简介300

14.2单组分自修复防腐蚀涂层的设计方案301

14.2.1传统自修复材料的制备301

14.2.2单组分自修复防腐蚀涂层的设计305

14.3单组分自修复防腐蚀涂层举例306

14.3.1二异氰酸酯基单组分自修复防腐蚀涂层306

14.3.2有机硅烷基单组分自修复防腐蚀涂层314

14.4结束语和观点320

参考文献321

5章基于锡酸盐的镁合金智能自修复涂层325

15.1简介325

15.2镁合金类型325

15.3镁腐蚀的常见形式326

15.3.1全面腐蚀326

15.3.2点蚀326

15.3.3缝隙（沉积物）腐蚀327

15.3.4丝状腐蚀328

15.3.5电偶腐蚀328

15.3.6应力腐蚀开裂328

15.3.7晶间腐蚀329

15.3.8腐蚀疲劳329

15.4锡酸盐转化涂层减缓镁腐蚀329

15.4.1锡酸盐转化涂层的合成与测试329

15.4.2锡酸盐涂层的性能330

15.4.3锡酸盐涂层的自修复功能332

15.5结论和展望333

致谢333

参考文献333

6章电活性聚合物防腐蚀涂层335

16.1简介335

16.2腐蚀335

16.3防腐蚀措施336

16.3.1缓蚀剂336

16.3.2阴极保护336

16.3.3阳极保护336

16.3.4涂层336

16.4聚合物涂层338

16.4.1EAP基涂层338

16.4.2EAP基纳米复合涂层341

16.5结论351

参考文献351

7章用作生物医学植入体的Ti及Ti合金防腐蚀涂层354

17.1简介354

17.2表面改性方法355

17.3溶胶-凝胶法355

17.3.1浸涂355

17.3.2旋涂356

17.4激光氧化357

17.5阳极氧化357

17.6等离子体电解氧化357

17.7电解沉积法357

17.8复合法358

17.9保护膜358

17.9.1氧化物涂层358

17.9.2羟基磷灰石涂层359

17.9.3复合涂层359

17.9.4杂化涂层360

17.9.5陶瓷涂层360

17.10腐蚀研究360

17.11结论362

参考文献362

8章腐蚀监测光学传感器366

18.1简介366

18.2光纤传感器的工作原理367

18.2.1光纤布拉格光栅367

18.2.2干涉型光纤传感器367

18.2.3分布式传感器368

18.2.4光强调制器368

18.2.5表面等离子体共振传感器369

18.3腐蚀检测369

18.3.1腐蚀直接测量370

18.3.2利用金属牺牲层直接进行腐蚀测量372

18.3.3腐蚀产物和前驱体的测定375

18.3.4腐蚀控制的相对湿度监测379

18.3.5腐蚀控制的pH光纤传感器380

18.4结论和未来趋势384

致谢384

参考文献384

9章用于重大文化工程的高性能防腐蚀涂层的表征391

19.1简介391

19.1.1物质文化遗产保护涂层391

19.1.2智能定义：化学智能和物理智能392

19.1.3文化遗产保护常用涂层392

19.1.4文物保护涂层的耐候性研究392

19.1.5开发物质文化遗产用智能涂层的方法394

19.1.6涂层系统的预期挑战395

19.1.7电化学阻抗谱表征保护膜的阻隔性能395

19.2实验细节396

19.2.1涂层基体实验细节396

19.2.2涂覆板老化研究实验细节396

19.2.3基体表征实验细节396

19.3化学智能涂层的测试和表征396

19.3.1户外金属化学智能涂层的耐候性研究396

19.3.2EIS对耐候涂层基材的表征397

19.3.3耐候涂层基体的FTIR表征397

19.4物理智能涂层的表征399

19.4.1在水性纳米复合材料涂层中使用合成纳米黏土399

19.4.2改性纳米黏土以提高与涂层的相容性400

19.4.3纳米黏土改性实验401

19.4.4FTIR表征改性皂石401

19.4.5X射线表征改性皂石401

19.4.6SAXS 数据拟合403

19.4.7AFM表征改性皂石404

19.4.8改性皂石涂层405

19.5物理智能涂层性能测试405

19.5.1EIS研究水性PVDF-黏土纳米复合材料的屏障性能：退火的影响 405

19.5.2电解质溶胀膜中水的电容和体积分数计算406

19.5.3智能涂层性能评价407

19.6结论与未来方向407

致谢408

参考文献408

第20章振动光谱技术腐蚀监测410

20.1简介410

20.2原理410

20.2.1拉曼光谱410

20.2.2红外（IR）光谱411

20.3方法和仪器设备412

20.3.1拉曼光谱412

20.3.2红外光谱413

20.4原位拉曼光谱在腐蚀科学中的应用414

20.4.1溶液腐蚀414

20.4.2大气腐蚀415

20.4.3缓蚀剂416

20.4.4涂层417

20.5原位FTIR在腐蚀科学中的应用420

20.5.1溶液腐蚀420

20.5.2大气腐蚀420

20.5.3缓蚀剂421

20.5.4涂层421

20.6结论422

致谢422

参考文献422

无

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