含导电颗粒涂层在盐水中失效过程的EIS特征及快速评价方法

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jie_er
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在金属表面涂覆涂层是防止金属发生腐蚀的简单、经济的方法之一。由于涂层在使用过程中会发生化学或物理的变化,从而使其保护性能下降,因此人们开发了很多研究涂层性能的方法和工具。EIS方法是近些年兴起的研究涂层防护性能最重要的工具之一,对于有机普通涂层的EIS研究已经比较系统,但是含导电颗粒添加型有机涂层的交流阻抗谱变化特征,还有待进一步深入挖掘研究。  本论文在Q235碳钢基体表面分别喷涂环氧清漆涂层、富锌涂层(锌粉含量为80wt%和90wt%)并对每类涂层分别制备三种不同厚度。在铝合金基体表面分别喷涂环氧清漆涂层、富镁涂层和富镁铝涂层并对每类涂层分别喷涂了三种不同厚度,制得涂层/基体试样。通过电化学交流阻抗谱法研究了上述涂层在3.5wt%NaCl溶液中的电化学阻抗变化特征。采用傅里叶红外光谱对不同浸泡阶段涂层官能团变化分析。通过SEM和EDS对涂层截面进行观察和分析涂层腐蚀产物。另外,运用中频相位角、特征频率法和高频相位角等多种快速评价方法对上述涂层进行了评价及分析比较。所得主要结论如下:  (1)与环氧清漆涂层相比,富锌涂层在浸泡初期阻抗先迅速下降再出现回升后又下降,浸泡中期和环氧清漆涂层类似,阻抗均一直较为稳定。在浸泡初期,厚度对富锌涂层的阻抗变化影响较小,三种不同厚度的涂层阻抗变化规律相似;而在浸泡中期,厚度越厚,阻抗值越高。锌粉涂层的孔隙率始终大于环氧清漆涂层的孔隙率。  (2)环氧富镁涂层和环氧清漆涂层均随着厚度的增加,阻抗增加。环氧富镁涂层在浸泡初期内阻抗先升高后降低,而环氧清漆涂层在浸泡过程中阻抗逐渐下降。在浸泡中期环氧清漆涂层下降趋势变缓且阻抗趋于稳定而环氧富镁涂层在浸泡中期先发生缓慢升高后稳定一段时间后又略微下降。在整个浸泡过程中三种厚度的环氧富镁涂层的孔隙率比较接近且变化规律相似。环氧富镁涂层的孔隙率始终大于环氧清漆涂层的孔隙率。  (3)在浸泡初期,三种厚度的环氧厚浆型底漆(H900)涂层阻抗先升高后下降并达到相对稳定的状态;在浸泡中期,低频阻抗值(|Z|0.01Hz)变化趋于稳定并且从80μm,120μm,160μm每增加40μm低频阻抗增加大概在半个数量级。  (4)环氧厚浆型底漆(H900)和环氧富镁铝涂层在浸泡初期和浸泡中期变化规律具有相似性。环氧厚浆型底漆(H900)的低频阻抗值一直大于环氧富镁铝涂层的低频阻抗值。环氧厚浆型底漆(H900)的保护性能比环氧富镁铝涂层更优异。  (5)环氧富锌涂层(80wt%)和环氧富锌涂层(90wt%)可以采用θ0.85Hz快速评价涂层。环氧富镁涂层和环氧富镁铝涂层的θ13.7Hz与|Z|0.01Hz变化规律一致,可以采用θ13.7Hz快速评价环氧富镁涂层和环氧富镁铝涂层。特征频率fb能够对环氧富镁涂层和环氧富镁铝涂层的保护性能进行快速评价。  (6)SEM结果表明,含导电颗粒的涂层截面金属颗粒分布均匀且金属颗粒之间可以有效的接触,能起到阴极保护和导电作用。红外分析结果说明涂层的防护性能变差不是因为涂层老化降解引起的。
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