近日，PA真人视讯 · 电子游艺 · 打鱼游戏平台 - 官方入口化学化工学院王文波教授、能源质料化学研究院兰坤研究员联合德国马普所Michael Rohwerder教授在Progress in Materials Science期刊上发表了题为“Silica-containing coatings for corrosion protection”的综述论文，系统总结了二氧化硅基涂层的应用，为长效防腐提供了全新解决方案。
随着国家重大工程和高技术金属装备的不停生长，面临着高温、高湿、高盐和高辐照等极端情况带来的严重腐蚀挑战，严重缩短金属质料的使用寿命，不仅造成资源浪费和情况污染，还会造成重大的经济损失和宁静事故。目前，针对金属质料的主要防腐方式包罗：缓蚀剂、电化学防护、涂层防护和外貌处置惩罚等。其中，有机涂层因施工简朴、适应性强、性价比高等优势，被广泛应用于金属的腐蚀防护。针对涂层开发历程中填料的设计，本文概述了二氧化硅基填料的生长历程（如图1），系统综述了二氧化硅基填料的开发以及用于金属腐蚀与防护；首先全面介绍了涂层制备要领，随后系统介绍了利用未修饰二氧化硅、外貌功效化和微纳米容器用于自愈合涂层的制备；最后，评估了其实际应用历程中盐雾效果，并展望了其未来的生长趋势。
图1 二氧化硅填料用于防腐涂层的生长历程
防腐涂层在工业应用和基础研究中被广泛接纳。然而，选择一种最佳的涂层技术仍然具有挑战性，由于成本、性能、基材、兼容性、情况条件和外观要求在内的多个因素之间需要进行权衡。尽管涂层技术对最终涂层性能有着直接的影响，但在研究中这一方面往往被忽视。本节全面的回首了用于防腐涂层的技术，如喷涂、浸涂、旋涂、棒/刀涂、电化学沉积和电泳沉积（如图2），这些要领能够生产出具有差异形态和厚度的涂层，从而满足种种场景的实际需求。
图2 防腐涂层的制备技术
在涂层中加入未修饰的二氧化硅填料能显著提高耐腐蚀性和机械性能，性能的提升是通过降低涂层孔隙率并引入曲折的扩散路径来实现的，该路径能有效延长腐蚀离子的渗透（如图3a,b）。然而，二氧化硅填料与基体之间的兼容性以及填料自身聚集的问题仍然是限制提升复合涂层的性能和寿命的要害。为进一步提升涂层的物理阻隔效果，外貌功效化是提升二氧化硅填料在涂层基体中疏散性和兼容性的有效战略，该战略不仅淘汰了外貌羟基的数量，从而提高了与聚合物基体的亲和性，还促进了填料的均匀疏散（如图3c）。此外，使用硅烷偶联剂或聚合物修饰剂处置惩罚的二氧化硅填料可以增加复合涂层的交联密度，有效防止腐蚀性电解质的渗透。而自愈合涂层作为一种兼具“物理屏障”和“活性掩护”效果的涂层，通过将活性物质装载到多孔二氧化硅内来防止其与涂层基质直接接触（如图3d），同时实现按需释放。当腐蚀发生时，容器会释放活性物质通过形成一层致密的掩护膜使受损区域钝化。一旦腐蚀刺激停止，释放就会停止，从而在正常情况下制止过早泄漏。这种要领能够确保活性物质的使用效率，并淘汰对情况以及涂层基质的潜在不良影响，使得它们在智能防腐涂层中获得广泛应用。
图3 二氧化硅填料防腐机制概述
盐雾测试是一种重要的模拟实际应用场景的检测要领，用于评估涂层质料的宏观抗腐蚀性能，能提供与工业应用和使用寿命预测相关的数据。图4系统的评估了二氧化硅基涂层的盐雾耐久性和腐蚀照片，为实际应用二氧化硅基涂层的选材和服役寿命提供了重要的参考。
图4 二氧化硅基涂料的盐雾试验结果
尽管二氧化硅基涂层已体现出巨大的应用潜力，但要实现大规模普及和性能再升级，仍面临三大焦点挑战：填料疏散不均匀，释放动力学难以精准控制和规模化生产成本高。针对这些问题，未来研究应聚焦三大偏向：开发环保低成本改性技术，如利用生物基质料改性二氧化硅填料；设计微纳米容器可逆控制开关系统，通过超分子相互作用、光热响应等，实现活性物质多次“释放—停止”循环，适用于恒久腐蚀防护需求；借助盘算模拟辅助，通过AI模拟二氧化硅填料的疏散状态、活性物质的释放路径，精准优化涂层配方，淘汰实验试错成本（如图5）。综上所述，本文对二氧化硅基填料和容器的防腐性能进行了全面的分析，为其他填料的防腐性能提供了参考框架。旨在引发进一步深入的研究和创新战略，以推进防腐涂料领域的生长。
图5 二氧化硅基防腐涂料面临的挑战和未来的生长前景
PA真人视讯 · 电子游艺 · 打鱼游戏平台 - 官方入口为论文第一单元，尹月、李爽为论文第一作者，Micheal Rohwerder，兰坤、王文波、尹月为论文通讯作者。
（供稿：科学技术处 编辑：武涛 审核：刘雪峰 终审：阿茹娜）
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