铝合金表面富铝镁合金涂层在模拟海洋大气环境下的腐蚀性能研究

发布时间：2017-08-11 17:42

  本文关键词：铝合金表面富铝镁合金涂层在模拟海洋大气环境下的腐蚀性能研究

  更多相关文章： 富镁涂层 电化学阻抗谱(EIS) 铝镁合金粉 极化曲线 阴极保护

【摘要】：富镁涂层能够对铝合金基体起到很好的阴极保护作用,由于其具有较好的抗蚀性能及其无毒环保的特点,所以富镁涂层现已逐渐取代含铬涂层及其含铬预处理涂层成为了铝合金表面防腐涂层的最佳替代者。但是,由于涂层中的金属填料是纯镁颗粒,而纯镁的化学活性很高且自溶性倾向较大,会导致涂层中化学反应程度加剧,缺陷增多,阴极防护时间缩短,涂层寿命降低。本论文针对富镁涂层在模拟海洋大气环境(盐雾环境)下防护时间短,失效快等问题,为了提高镁系涂层在高温、高湿、高盐环境下的耐蚀性能,把铝镁合金颗粒作为金属填料,制备出了性能优良的有机富铝镁合金涂层,并考察了其在盐雾环境下的耐蚀性能。采用Al替代富纯镁涂层中的部分Mg,以铝镁合金粉作为填料金属制成富铝镁合金涂层,不会对涂层的阴极保护作用产生不良影响,相反,在很大程度上还使得其对铝合金基体的保护作用被提高了。实验研究表明,PVC为50%的富铝镁合金涂层的对铝合金的阴极保护作用更好。Al的加入,减少了Mg在涂层中的含量和分布,降低了填料金属的活性,减弱了反应中产生的电流作用,从而使得涂层的老化和降解速度降低,提高了涂层的耐蚀性能。本论文通过对有机富纯镁涂层、有机富AZ91D镁合金涂层以及有机富铝镁合金涂层划伤试样在循环盐雾环境下的抗蚀性能进行对比研究后,发现:在盐雾实验进行1440h后,有机富纯镁涂层表面有近一半的面积出现了鼓泡现象,有机富AZ91D镁合金涂层划叉处周围出现了腐蚀产物富集的现象,而有机富铝镁合金涂层表面既没有出现鼓泡,划叉处周围也没有出现腐蚀产物富集现象,由此表明有机富铝镁合金涂层的抗腐蚀性能比其它两种镁系涂层的抗腐蚀性能要好很多。通过对三种不同金属填料的镁系涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行开路电位监测后发现,使用Al与Mg做成合金粉代替纯镁粉降低了涂层中Mg的含量,不会影响到涂层的阴极保护效果,反而降低了镁系涂层在防护过程中反应的剧烈程度,减小了反应产生的电流对涂层的破坏作用,延长了涂层的防护时间,增强了涂层的耐蚀性能。通过观察三种镁系涂层的Bode图低频端阻抗模值变化图发现,有机富铝镁合金涂层比有机富纯镁涂层以及有机富AZ91D镁合金涂层的屏蔽性能要好。通过对比三种不同金属填料的镁系涂层的试样以及铝合金基体在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的动电位扫描结果和极化曲线的拟合结果后,得出:三种镁系涂层都能使得铝合金基体的电位向阴极极化,起到阴极保护的效果;三种镁系涂层的腐蚀电流密度均低于铝合金基体的腐蚀电流密度,其中,有机富铝镁合金涂层的腐蚀电流密度最低,防腐蚀性能最好。将三种不同金属填料涂层试样进行电镜扫描发现,富铝镁合金涂层表面的缺陷很少,与其他涂层相比可忽略不计,涂层中的铝镁合金颗粒与树脂相互之间结合得很好,使得其耐蚀性能比其他涂层要好。利用EIS对有机富铝镁合金涂层的耐蚀性机理进行探索之后,发现有机富铝镁合金涂层的失效过程大致可分为四个阶段:阶段一,在腐蚀发生之前,涂层主要发挥屏蔽作用;阶段二,涂层开始活化的阶段,腐蚀电解质溶液开始进入到涂层之中,并与铝镁合金颗粒发生作用,导致涂层的阻抗模值下降;阶段三,此时涂层中的铝镁合金颗粒能够对铝合金基体起到很好的阴极保护作用,并且电化学反应生成的腐蚀产物在此时也开始累积并扩散,而扩散尾此时也出现在了Nyquist图中的低频端;阶段四,Nyqusit图中出现了明显的双弧,铝镁合金颗粒消耗殆尽,涂层此时开始失效。
【关键词】：富镁涂层 电化学阻抗谱(EIS) 铝镁合金粉 极化曲线 阴极保护
【学位授予单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 铝合金概述11
• 1.2 铝合金的主要腐蚀类型11-12
• 1.3 铝合金防护技术简介12-13
• 1.3.1 铝合金的化学转化处理12-13
• 1.3.2 铝合金的阳极氧化处理法13
• 1.3.3 铝合金的有机涂层保护技术13
• 1.4 富镁涂层的研究进展13-16
• 1.5 论文研究目的意义和内容16-17
• 2 实验原理及方法17-23
• 2.1 原料与仪器设备17-18
• 2.2 涂料的制备18-19
• 2.3 样板的制备19
• 2.4 涂层的表征19-20
• 2.5 测试方法20-23
• 2.5.1 循环盐雾试验20
• 2.5.2 电化学交流阻抗测试20-21
• 2.5.3 动电位扫描21-22
• 2.5.4 扫描电子显微镜观察22-23
• 3 富铝镁合金涂层、富纯镁涂层和富AZ91D镁合金涂层的耐蚀性能对比研究23-32
• 3.1 引言23
• 3.2 试验方法23-24
• 3.2.1 试样制备23-24
• 3.3 试验结果与分析24-30
• 3.3.1 划叉盐雾试验结果24-26
• 3.3.2 开路电位监测结果26-27
• 3.3.3 电化学阻抗测试结果27
• 3.3.4 动电位扫描结果27-29
• 3.3.5 扫描电镜观察结果29-30
• 3.4 本章小结30-32
• 4 有机富铝镁合金涂层的耐蚀性能研究32-41
• 4.1 引言32
• 4.2 试验方法32-33
• 4.2.1 试样制备32-33
• 4.3 最佳颜料体积浓度（PVC）的确定33-39
• 4.3.1 划叉盐雾试验结果33-34
• 4.3.2 开路电位监测结果34-35
• 4.3.3 电化学阻抗测试结果35-37
• 4.3.4 动电位扫描结果37-38
• 4.3.5 扫描电镜观察结果38-39
• 4.4 本章小结39-41
• 5 有机富铝镁合金涂层在模拟海洋大气环境下的耐蚀机理研究41-48
• 5.1 引言41
• 5.2 试验方法41-42
• 5.3 实验结果及分析42-43
• 5.4 有机富铝镁合金涂层的腐蚀防护过程分析43-47
• 5.5 本章小结47-48
• 6 结论与展望48-50
• 6.1 主要结论48-49
• 6.2 论文创新点49
• 6.3 展望49-50
• 参考文献50-54
• 攻读硕士学位期间的研究成果54-55
• 致谢55-56
• 作者简介56-57
• 导师简介57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙爽;张悦;徐甜;汪广进;潘牧;;Nafion对电池催化剂的影响及其研究进展[J];电池工业;2013年05期

2 黄即;刘华龙;赵娟;王贵;;环氧富镁合金涂层的耐蚀性能[J];广州化工;2013年01期

3 王雅萍;赵旭辉;卢向雨;左禹;;添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层的保护作用[J];物理化学学报;2012年02期

4 陈妍君;冯长杰;邵志松;王春霞;周雅;;铝合金微弧氧化技术的研究进展[J];材料导报;2010年09期

5 王立世;潘春旭;蔡启舟;魏伯康;;镁合金表面微弧氧化陶瓷膜的腐蚀失效机理[J];中国腐蚀与防护学报;2008年04期

6 周琦;贺春林;才庆魁;邵忠宝;;溶胶-凝胶技术在铝合金表面处理中的研究进展[J];材料导报;2007年12期

7 王春江;;氟碳涂料的应用及发展前景[J];江苏化工;2007年04期

8 孙华杰;顾宝珊;宫丽;;颜料体积浓度对水性环氧防腐涂料性能的影响[J];涂料工业;2007年03期

9 王秀华;孙益民;刘守华;孙红霞;沈业青;;有机-无机杂化涂层制备及耐腐蚀性能研究[J];腐蚀科学与防护技术;2006年04期

10 陈东初;黄柱周;李文芳;;铝合金表面无铬化学转化膜的研究[J];表面技术;2005年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 辛铁柱;铝合金表面微弧氧化陶瓷膜生成及机理的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

，

本文编号：657438