冷喷涂Al复合涂层的组织结构与腐蚀行为的研究

发布时间：2018-06-09 12:24

本文选题：冷喷涂 + 复合涂层　；参考：《集美大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着我国经济建设的高速发展,港口码头、跨海大桥等海上钢制结构物大量兴建,大量的金属材料被投入使用,钢制结构物与海洋环境中的腐蚀介质接触而受到严重腐蚀,导致其使用寿命明显下降。本文利用冷喷涂技术制备了五种不同的Al复合涂层,对涂层的力学性能和组织结构进行了分析,利用电化学方法对涂层的腐蚀行为进行了研究,对涂层的腐蚀机理、机械性能及耐腐蚀性能进行了分析。本文研究分析了五种冷喷涂涂层的力学性能及组织结构发现:五种冷喷涂涂层表面、涂层界面均不存在明显的缺陷,致密性较好。Al-25%Al_2O_3涂层的厚度可达980μm以上,其他四种涂层的厚度可达290μm以上。五种涂层的硬度均在59.6HV以上,其中Al-25%Zn-25%Al_2O_3涂层的硬度达100HV以上。五种涂层的孔隙率均不超过2.44%,Al-50%Zn涂层孔隙率仅为1.64%。Al-50%Zn-25%Al_2O_3涂层在加入了Al_2O_3粉后孔隙率明显下降,仅为1.13%,为五种Al复合涂层中最小。Al-50%Zn,Al-50%Zn-25%Al_2O_3涂层较Al-25%Zn,Al-25%Zn-25%Al_2O_3涂层孔隙率明显减小,说明提高Zn粉的比例能降低涂层的孔隙率。本文研究分析了五种冷喷涂涂层的耐腐蚀性能,Al-25%Zn-25%Al_2O_3及Al-50%Zn-25%Al_2O_3涂层浸泡后期自腐蚀电位在-0.98V附近趋于稳定,相较其他几种Al复合涂层其耐腐蚀性能更加优异。浸泡336h后,Al-25%Al_2O_3,Al-25%Zn-25%Al_2O_3,Al-50%Zn-25%Al_2O_3涂层的自腐蚀电流密度分别为0.35μA/cm2,26.41μA/cm2,15.29μA/cm2。总体而言,五种涂层的电流密度在浸泡后期基本趋于稳定,耐腐蚀性能较好,防护能力逐渐增强。Al-25%Al_2O_3涂层的阻抗谱图的容抗弧呈现出先增加后减小的趋势,浸泡初期在高频区表现出一个容抗弧,低频区表现出一个直线扩散过程,336h后阻抗谱图在低频区呈现出一个较明显的低频扩散过程。Al-25%Zn与Al-50%Zn涂层在浸泡过程中仅出现一个简单容抗弧,随后容抗弧的半径呈增大趋势。浸泡初始阶段,Al-25%Zn-25%Al_2O_3的阻抗谱图在高频区呈现出一个高频容抗弧,在低频区表现出一个直线扩散过程,容抗弧的半径呈逐渐增大趋势,168h后阻抗谱图上呈现出明显的扩散现象。而Al-50%Zn-25%Al_2O_3涂层,在528h才出现明显的低频扩散现象。总体而言,五种涂层浸泡后期的耐腐蚀性逐渐增强,Al-25%Al_2O_3涂层的容抗弧半径最大,耐腐蚀效果较好。Al-25%Al_2O_3涂层在浸泡24h后出现了较为明显的钝化区,528h后极化率呈增大趋势,浸泡后期防护能力逐渐增强。Al-25%Zn与Al-50%Zn涂层的阳极区没有出现明显的钝化区,浸泡后期极化率呈增大趋势。Al-25%Zn-25%Al_2O_3涂层和Al-50%Zn-25%Al_2O_3涂层在整个浸泡过程中电位稳定在-0.95V~-1.0V,浸泡96h后出现钝化区,电位随着电流的增大而逐渐增大,极化率呈现逐渐出增大的趋势。两种涂层浸泡后期的耐腐蚀性逐渐增强,耐腐蚀效果较好。对比分析Al-25%Zn和Al-25%Zn-25%Al_2O_3,Al-50%Zn和Al-50%Zn-25%Al_2O_3两组涂层发现,Al_2O_3粉的加入对各涂层浸泡过程中极化曲线的影响并不明显。
[Abstract]:The corrosion behavior of Al - 25 % Al _ 2O _ 3 coating was higher than that of Al - 25 % Zn - 25 % Al _ 2O _ 3 coating . The corrosion resistance of Al - 25 % Zn - 25 % Al _ 2O _ 3 coating was higher than that of Al - 25 % Zn - 25 % Al _ 2O _ 3 coating .
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG174.44

【参考文献】