有机涂层保护性的电化学加速评价

发布时间：2020-05-21 19:10

【摘要】：在工业应用中,有机涂层被广泛地应用于金属的腐蚀防护,其服役寿命可长达几十年。如何在较短的时间内对不同寿命的有机涂层进行评价比较,是学术界和工业界普遍关注的课题。目前比较流行的AC/DC/AC加速测试方法是将传统的电化学阻抗谱和阴极直流电压极化结合起来的有机涂层/金属体系的耐蚀性评价技术,并已有大量的实验证明了该方法实用可靠。但是,AC/DC/AC方法阴极极化期间只破坏有机涂层与基底金属间的结合力,并对基底金属存在阴极保护作用,与实际的许多有机涂层体系破坏不相符。遗憾的是目前的AC/DC/AC方法只研究了阴极极化对涂层服役寿命的影响,而阳极极化的作用却很少被提及,甚至被认为对涂层体系无加速破坏作用。本文分为两部分,主要是为了探索一种基于腐蚀电化学原理的有机涂层保护性快速且合理的评价方法。具体工作如下:1、首先将目前一种电化学阻抗谱和负电位极化相结合的AC/DC/AC技术(AC/cathodic DC/AC)拓展成正电位阳极极化加速与电化学交流阻抗评价相结合的技术(AC/anodicDC/AC),并用醇酸清漆/Q215钢体系证明了该技术确实能加速醇酸清漆/Q215钢体系的腐蚀破坏、快速评价醇酸清漆的保护性。通过实验,分析了 AC/cathodic DC/AC和AC/anodic DC/AC阻抗数据及样品表面形貌变化,研究了其加速破坏的机理,建立了有机涂层加速破坏失效的物理模型。2、以丙烯酸清漆/Q215钢为研究体系,对该体系进行不同的加速腐蚀测试。通过对比分析不同测试条件下丙烯酸清漆/Q215钢的电化学行为及表面微观形貌,借助非接触式光学表面轮廓仪技术和扫描电镜研究实验后样品表面失效点的高度分布及截面形貌,研究阳极极化强弱和温度对丙烯酸清漆/Q215钢体系加速腐蚀破坏的影响。研究表明:在AC/cathodic DC/anodic DC/AC循环加速丙烯酸清漆/Q215钢体系腐蚀破坏过程中,阳极极化的强弱对丙烯酸清漆/Q215钢体系腐蚀破坏的速度有很大的影响,它可以在不改变其腐蚀机理的前提上提高丙烯酸清漆/Q215钢体系的破坏失效速度,缩短实验周期。同时,引入另一作用因子-温度,可以更好地模拟有机涂层/金属体系服役环境,进一步缩短有机涂层性能评价周期。
【图文】：

三电极体系,电化学测试

往密封完好的有机玻璃管内注入３．５邋ｗｔ．％的氯化钠溶液作为电解液，逡逑铂片电极和银－氯化银电极分别作为对电极和参比电极，工作电极为测试样品，逡逑由此构成一个可进行电化学测试的三电极体系，如图２．１所示。由于有机涂层／逡逑金属体系是一个高阻抗体系，在电化学测试过程中所反馈的信号较微弱，故为了逡逑屏蔽外界电磁信号对实验结果的千扰，在整个电化学测试过程中，测试电解池都逡逑将置于屏蔽箱内。所有的测试样品在进行电化学测试前先浸泡２邋ｈ，目的是为了逡逑让测试体系的开路电位处于稳定状态，每组测试至少被重复三次。逡逑ＲＥ邋，邋－邋，邋ＣＥ逡逑了－．，逦ｗｅ逡逑图２．１三电极体系逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｒｅｅ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｆｏｒ邋ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｔｅｓｔ．逡逑２．２．２实验仪器及设备逡逑实验所用仪器及设备如表２－２所示：逡逑表２－２实验所用仪器及设备逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－２邋Ｉｎ

示意图,程序,示意图,电化学测试

往密封完好的有机玻璃管内注入３．５邋ｗｔ．％的氯化钠溶液作为电解液，逡逑铂片电极和银－氯化银电极分别作为对电极和参比电极，工作电极为测试样品，，逡逑由此构成一个可进行电化学测试的三电极体系，如图２．１所示。由于有机涂层／逡逑金属体系是一个高阻抗体系，在电化学测试过程中所反馈的信号较微弱，故为了逡逑屏蔽外界电磁信号对实验结果的千扰，在整个电化学测试过程中，测试电解池都逡逑将置于屏蔽箱内。所有的测试样品在进行电化学测试前先浸泡２邋ｈ，目的是为了逡逑让测试体系的开路电位处于稳定状态，每组测试至少被重复三次。逡逑ＲＥ邋，邋－邋，邋ＣＥ逡逑了－．，逦ｗｅ逡逑图２．１三电极体系逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｒｅｅ－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｆｏｒ邋ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｔｅｓｔ．逡逑２．２．２实验仪器及设备逡逑实验所用仪器及设备如表２－２所示：逡逑表２－２实验所用仪器及设备逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－２邋Ｉｎ
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4

【参考文献】