长纳实验室：成功开发防电位腐蚀特种螺栓

螺栓是连接金属与金属、金属与非金属之间的重要连接配件，在核电、风电、火电、轨道交通、桥梁、车辆、轮船、化工、储油设备设施中有大量连接螺栓，因为其所处的环境极为恶劣，长期浸泡在雨水或海水或干湿交替环境加速腐蚀，这类腐蚀往往是从内部往外腐蚀，虽然很多结构件表面刷重防腐油漆，但防腐涂料只能防止外部往里面腐蚀，但无法阻止内部腐蚀，大部分螺栓腐蚀都是从内部往外腐蚀，主要原因是在水环境或潮气很中的环境中,不同金属之间存在电位差（如碳钢和不锈钢之间的电位差约为0.5V），存在电位差形成“局部电池”，形成电化学反应。在孔穴、垫片接触面、搭接缝内、沉积物下、紧固件缝隙内是常发生缝隙腐蚀、小孔腐蚀，这也是为什么很多结构件，其他地方涂层都是完好，而连接螺栓处从里面往外腐蚀原因，像不锈钢、钛、铝合金等，虽然自身容易形成钝化膜抗腐蚀能力强，但因为存在电位腐蚀，通过螺栓局部小点腐蚀逐步向面腐蚀扩散，点腐蚀导致钝化膜破坏，进而延伸从钝化膜里面进行腐蚀。这种腐蚀无论在结构件表面如何刷涂重防腐涂料，是无法解决的。

围绕解决螺栓电位腐蚀问题，长纳实验室开发防电位腐蚀螺栓相关复合工艺，通过复合涂层工艺，防止电位腐蚀。具体为超耐磨耐腐蚀和绝缘金属杂化金刚石膜层打底+石墨烯复合改性纳米陶瓷防腐材料封面的多层多元复合方式系统解决电位腐蚀问题。关键技术如下：

耐磨耐腐蚀和绝缘金属杂化金刚石膜层打底。通过镀膜院自身开发的镀膜工艺和装备，采用四面体非晶碳和金属杂化，sp3键含量超过70%，非晶金刚石膜层，膜层厚度只有2-3微米，但具有很高的耐磨硬度和优异的抗磨损性能和表面硬度（HV2500以上），和电阻绝缘性，介电常数大、击穿电压高具有良好的化学稳定性，耐腐蚀(防酸、碱、盐)性能好，防止被酸、碱、盐溶液腐蚀。

石墨烯+纳米陶瓷复合改性防腐材料封面。石墨烯+纳米陶瓷复合改性腐涂料是一种新型纳米陶瓷涂料，形成了活性吸附中心。这种结构可以大大提高涂层的致密度、韧性、硬度、耐冲击、附着力及耐腐蚀等性能。在防腐涂料中加入径厚比较大的鳞片，在涂料中交错排列形成了独特的“迷宫”式屏蔽结构。这种结构不仅延长了腐蚀介质的渗透时间，还改善了涂层内部气泡和裂纹问题。将石墨烯用于防腐涂料中，二维片层数量更多且堆叠更为复杂。这样就形成了具有高抗腐能力的涂料，并很大程度地提高金属的耐腐蚀能力。此外，除自身物理隔绝作用以外，石墨烯还通过改变组装来减少缺陷并形成致密保护层进一步提升其防渗透性能。涂层耐磨性好，360度全覆盖无死角，采用独特施工工艺，能够将膜厚均匀的控制在3-5微米，盐雾1560H以上，附着力在8Mpa以上，摩擦系数0.1-0.12，可根据需求做高绝缘。

长纳实验室是长纳院针对中小企业产品创新专业人才缺乏和创新资源不足的问题，为广大中小企业打造自己的产品创新服务平台，依托长三角纳米镀膜技术与智能装备研究院、嘉兴市南湖区长纳纳米研究院、嘉兴大学G60汽车零部件技术创新中心、嘉兴市大学科技园新质生产力创新中心、联合嘉兴大学、清华大学、浙江大学、北京大学、上海中医药大学等国内一流高校、中科院相关院所的高端人才团队、实验室共建、产业基地，在表面强化、表面防护、健康防护领域向客户提供“方案设计、技术开发、中试验证、加工服务、成果申报”全链式服务。

长纳实验室建立4个研发中心，秀洲研发中心、经开研发中心、南湖研发中心和江西赣州原液及材料4个研发与产业基地，成立长三角、珠三角、京津冀三大转化中心。10年来，长纳院团队已为为东明不锈钢、美的家电、吉利汽车、秦山核电、东明不锈钢、长虹飞狮、优佳金属、春祐精密模具、九宏模具、浙江正达、海盐华星、海盐信杰、合众标准件、耀升达科技、金华能耐模具、台州中驰智谷科技、邢台闽都实业，南京同仁堂、KEY、杰士邦、百臻堂、南子力、科曼医疗、友邦集成吊颈、台华新材料、桐昆等行业龙头企业、品牌方，和来自日本等海外客户1000 多家行业龙头企业和成长型企业提供产品创新联合试验和产品创新加工，使用效果获得企业的高度认可。

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