有機(jī)富鎂合金涂層在鹽霧環(huán)境下的腐蝕性能研究.pdf

1、鋁合金由于具有比重小、比強(qiáng)度高、比剛度高及優(yōu)良的減震性等諸多的優(yōu)異性能而被廣泛運(yùn)用于電力、交通、航空航天、軍事裝備等行業(yè)中。隨著軍事裝備的發(fā)展,艦船及武器裝備中耐腐蝕鋁合金的使用越來越多,且要求在高溫度、高鹽分環(huán)境下,具有較好的耐腐蝕性性能。
　　富鎂涂層被證明是一種有效的能夠?qū)︿X合金進(jìn)行保護(hù)涂層,其耐蝕性能優(yōu)良,且無毒環(huán)保。但是,由于涂層中采用純鎂顆粒作為填料,而純鎂顆粒化學(xué)性質(zhì)活潑、自溶傾向大,導(dǎo)致提供陰極保護(hù)時(shí)間較短,涂層防

2、護(hù)壽命有限。
　　本課題針對(duì)富鎂涂層在鹽霧環(huán)境下防護(hù)時(shí)間短,易失效等不足,為延長(zhǎng)鎂系涂層在鹽霧環(huán)境下的耐蝕性能,以AZ91D鎂合金為填料,制備了有機(jī)富AZ91D涂層,在鹽霧環(huán)境下對(duì)AZ91D的耐蝕性能進(jìn)行了研究。
　　涂層的耐蝕性能與填料的含量密切相關(guān),通過對(duì)填料顏料體積濃度(PVC)分別為35％、50%和65%三種有機(jī)富AZ91D涂層進(jìn)行鹽霧條件下耐蝕性能對(duì)比表明:在960h鹽霧實(shí)驗(yàn)下,顏料顏料體積濃度為35%和65%的涂

3、層表面都不同程度有明顯的起泡,而顏料體積濃度為50%的涂層表面則沒有明顯的變化。電化學(xué)阻抗譜(EIS)的測(cè)試結(jié)果顯示,完整涂層鹽霧960h,顏料體積濃度35%和65%的涂層低頻端(0.01Hz)阻抗值下降到107Ω·cm2以下,已經(jīng)失效,而50%的涂層在鹽霧960h后仍然保持較高阻抗值,說明PVC50%涂層具有很好的耐蝕性。表面形貌觀察:顏料體積濃度35%和65%的涂層在鹽霧960h后表面形成較多的微孔,這是導(dǎo)致涂層失效較快的主要原因,

4、而顏料體積濃度50%的涂層表面形成的微孔較少。
　　對(duì)有機(jī)富鎂涂層和有機(jī)富AZ91D涂層劃傷樣品在鹽霧環(huán)境下的耐蝕性能進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:在鹽霧360h后,富鎂涂層即已產(chǎn)生鼓泡,而有機(jī)富AZ91D涂層沒有表面明顯變化。而電化學(xué)阻抗譜阻抗值對(duì)比后,富鎂涂層在低頻端的阻抗值在鹽霧360h降到107Ω·cm2以下,說明涂層已經(jīng)失效,而有機(jī)富AZ91D涂層的阻抗模值仍然保持較高數(shù)值。從表明形貌觀察可觀察到,富鎂涂層的表面產(chǎn)生大量微孔,富

5、鎂涂層消耗較快,耐蝕性不及有機(jī)富AZ91D涂層。
　　利用電化學(xué)阻抗譜對(duì)有機(jī)富AZ91D涂層的耐蝕性機(jī)理研究后,得出有機(jī)富AZ91D涂層的失效過程分為四個(gè)階段:第一階段,涂層腐蝕前的屏蔽階段,涂層起到屏蔽作用。第二階段,涂層活化階段,腐蝕電解質(zhì)進(jìn)入涂層,與涂層中的AZ91D顆粒反應(yīng),涂層阻抗模值下降;第三階段,AZ91D為基體提供陰極保護(hù),涂層中腐蝕產(chǎn)物積累且開始擴(kuò)散階段,此階段,Nyquist圖的低頻端出現(xiàn)明顯的擴(kuò)散尾;第四階段