锌铝涂层在典型模拟海洋环境下的腐蚀行为研究

发布时间：2019-10-22 22:56

【摘要】：随着海洋资源的开发和利用,海上基础设施大量兴建,大量的金属材料被投入使用,暴露于海洋环境中的钢结构与周围介质发生电化学反应等而受到严重腐蚀。锌铝合金涂层是一种应用很广泛并且效果很好的防护手段,作为两相组织结构的涂层,它在很多方面的性能都优于纯铝及纯锌涂层。海洋是一种复杂的腐蚀环境,同一种材料在不同区域的腐蚀环境下的耐蚀性能及使用寿命是不一样的,甚至温度以及盐度差也会对金属材料的使用寿命造成很大的影响。为了满足海洋不同区域腐蚀环境的使用要求,本文利用火焰喷涂、电弧喷涂以及低压冷喷涂制备锌铝涂层,考察浪花飞溅腐蚀环境、海水潮差区、海洋大气区以及全浸区温度、盐度因素对三种涂层耐腐蚀性能的影响。本文利用电镜、EDS、XRD、三维视频显微镜以及拉伸试验机等对涂层的微观形貌、组成成分以及物理性能进行分析,结果表明:火焰喷涂以及电弧喷涂锌铝涂层的表面均较为粗糙,存在一定量的孔隙及凹坑;冷喷涂锌铝涂层表面较平整,无孔隙以及凹坑等明显缺陷;拉伸试验结果表明低压冷喷涂锌铝涂层的结合强度明显高于火焰喷涂以及电弧喷涂锌铝涂层。利用中性盐雾和电化学测试方法分析涂层的腐蚀行为,结果发现中性盐雾试验150d后三种锌铝涂层表面均未出现红锈,说明三种涂层中性盐雾试验150d后均能继续对基体起到防护作用。通过涂层增重情况以及结合强度的变化可知火焰喷涂锌铝涂层受盐雾腐蚀最严重,其次是电弧喷涂锌铝涂层,从长期使用来看,冷喷涂锌铝涂层具有更为长效的防护作用。飞溅腐蚀试验中,冷喷涂锌铝涂层Rc值明显大于两种热喷涂涂层,而火焰喷涂以及电弧喷涂锌铝涂层的Rc值相差不多,由于腐蚀介质间歇性地冲刷作用,三种涂层Rc值的波动相比于全浸试验较明显。干湿交替工况下三种涂层表现出比全浸更优异的防护性能,这是因为试验干湿比为12-12h,干燥时间较长,阴阳极区域失去了电解质离子的导通,界面腐蚀反应处于停止状态。当涂层再次浸入腐蚀介质中时,腐蚀介质的浸入过程重新开始,因此,干湿交替工况下长时间的干燥减缓了涂层表面腐蚀介质的渗入。全浸试验中,三种锌铝涂层在不同浓度的腐蚀介质中腐蚀速率基本符合3.5%7%5%,浸泡于7%NaCl中的冷喷涂试样的Rc值增大的幅度较大,可见,在腐蚀环境恶劣的情况下,冷喷涂锌铝涂层能够更加充分地发挥其防护作用;随着温度的升高,三种锌铝涂层的腐蚀速率均变快,与热喷涂锌铝合金涂层相比,冷喷涂锌铝涂层腐蚀电流密度较小并且受温度影响较小,长期浸泡来说,冷喷涂锌铝涂层具有更长效的防护效果。
【图文】：

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图 1-1 电弧喷涂工艺示意图ig.1-1 The arc spraying process schematic diagra是在上个世纪 20 年代初期由瑞士工程师 M.U应用于装饰领域。1920 年，，日本人发明了一种

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图 1-2 粉末火焰喷枪的剖面图炔 3.喷枪 4.粉末 5.喷嘴 6.火焰 7.喷涂气流 Fig.1-2. Profile of powder flame spray gune 3.spray gun 4.powder 5.nozzle 6. Flame 7.spray
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【参考文献】