發(fā)布時(shí)間：2020-05-05 00:37

【摘要】：目的探究高速電弧噴涂鋁涂層在深水壓力環(huán)境下的腐蝕行為。方法利用電化學(xué)阻抗譜、掃描電鏡微觀形貌觀察、物相衍射和紅外光譜等銹層分析手段,分析高速電弧噴涂鋁涂層在不同實(shí)驗(yàn)條件下的腐蝕行為,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果 3 MPa高壓浸泡72 h的鋁涂層表面腐蝕產(chǎn)物呈現(xiàn)疏松粉狀,并出現(xiàn)了腐蝕坑洞,鋁涂層快速失效。常壓浸泡72 h后的鋁涂層表面腐蝕較輕,常壓浸泡720 h后的鋁涂層表面則已被腐蝕產(chǎn)物完全覆蓋。經(jīng)XRD分析,三種條件下的鋁涂層腐蝕產(chǎn)物基本一致。進(jìn)一步利用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析可知,3 MPa高壓條件下,壓力加速了堿式氯化鋁水合物Al9Cl6(OH)21·18H_2O、Al5Cl3(OH)12·4H_2O等腐蝕產(chǎn)物的形成。這些腐蝕產(chǎn)物在高壓下不能有效結(jié)合,且易于流失,致使涂層耐蝕性能快速下降。結(jié)論鋁涂層在高壓條件下形成的腐蝕產(chǎn)物不能有效覆蓋在涂層表面阻止腐蝕介質(zhì)侵入,導(dǎo)致鋁涂層的耐蝕性能下降。
【圖文】：

第46卷第12期童輝等：高速電弧噴涂鋁涂層在模擬深水下的腐蝕行為·41·步長(zhǎng)為0.02o。傅里葉紅外光譜（fouriertransforminfraredspectroscopy，簡(jiǎn)稱FTIR）測(cè)試采用德國布魯克TENSOR27紅外光譜儀進(jìn)行測(cè)試，光譜分辨率為4cm1，波數(shù)范圍為400~4000cm1。2鋁涂層失效分析圖1顯示了在不同浸泡時(shí)間和浸泡壓力下的鋁涂層EIS。從圖1a的阻抗模值曲線來看，鋁涂層高壓下的阻抗模值低于其在常壓下的阻抗模值，相同的結(jié)論從圖1b中也可以得出（高壓浸泡下的涂層容抗弧較�。膱D1a的相位角曲線來看，常壓浸泡72h和720h的曲線形狀相似，這說明其腐蝕過程類似。但是，常壓曲線和高壓曲線則明顯不同，這說明鋁涂層在常壓和高壓條件下的腐蝕機(jī)理差別較大[13-14]。圖1鋁涂層在不同實(shí)驗(yàn)條件下的EISFig.1EISimageofAlcoatingsindifferentexperimentcondi-tions:a)Bodeplot,b)Nyquistplot鋁涂層的腐蝕產(chǎn)物在不同浸泡時(shí)間和不同浸泡壓力下的形貌差別很大，，如圖2所示。試樣在72h常壓浸泡后，只有少量白色的腐蝕產(chǎn)物出現(xiàn)，這說明鋁涂層只發(fā)生了輕微腐蝕。隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)至720h，腐蝕形貌發(fā)生了很大變化，鋁涂層表面覆蓋了一層致密腐蝕產(chǎn)物，這些腐蝕產(chǎn)物的導(dǎo)電性很差，并且阻塞了腐蝕通道，所以鋁涂層的阻抗模值增大了一個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，高壓浸泡下的腐蝕產(chǎn)物形貌和常壓下的腐蝕產(chǎn)物形貌差異較大。在高壓下浸泡72h后，涂層的腐蝕產(chǎn)物呈疏松粉狀，且由于腐蝕產(chǎn)物的流失，涂層表面出現(xiàn)了腐蝕坑洞。這些粉狀腐蝕產(chǎn)物在高壓下不易牢固覆蓋在涂層表面，并且不能有效阻擋腐蝕介質(zhì)侵入涂層內(nèi)部，涂層耐蝕性能變差。圖2鋁涂層在不同實(shí)驗(yàn)條件下的掃描電鏡形貌Fig.2SEMimagesofAlcoatingsindifferenttestconditionsXRD圖譜顯示了鋁涂層在三種條?

阻抗模值曲線來看，鋁涂層高壓下的阻抗模值低于其在常壓下的阻抗模值，相同的結(jié)論從圖1b中也可以得出（高壓浸泡下的涂層容抗弧較�。膱D1a的相位角曲線來看，常壓浸泡72h和720h的曲線形狀相似，這說明其腐蝕過程類似。但是，常壓曲線和高壓曲線則明顯不同，這說明鋁涂層在常壓和高壓條件下的腐蝕機(jī)理差別較大[13-14]。圖1鋁涂層在不同實(shí)驗(yàn)條件下的EISFig.1EISimageofAlcoatingsindifferentexperimentcondi-tions:a)Bodeplot,b)Nyquistplot鋁涂層的腐蝕產(chǎn)物在不同浸泡時(shí)間和不同浸泡壓力下的形貌差別很大，如圖2所示。試樣在72h常壓浸泡后，只有少量白色的腐蝕產(chǎn)物出現(xiàn)，這說明鋁涂層只發(fā)生了輕微腐蝕。隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)至720h，腐蝕形貌發(fā)生了很大變化，鋁涂層表面覆蓋了一層致密腐蝕產(chǎn)物，這些腐蝕產(chǎn)物的導(dǎo)電性很差，并且阻塞了腐蝕通道，所以鋁涂層的阻抗模值增大了一個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，高壓浸泡下的腐蝕產(chǎn)物形貌和常壓下的腐蝕產(chǎn)物形貌差異較大。在高壓下浸泡72h后，涂層的腐蝕產(chǎn)物呈疏松粉狀，且由于腐蝕產(chǎn)物的流失，涂層表面出現(xiàn)了腐蝕坑洞。這些粉狀腐蝕產(chǎn)物在高壓下不易牢固覆蓋在涂層表面，并且不能有效阻擋腐蝕介質(zhì)侵入涂層內(nèi)部，涂層耐蝕性能變差。圖2鋁涂層在不同實(shí)驗(yàn)條件下的掃描電鏡形貌Fig.2SEMimagesofAlcoatingsindifferenttestconditionsXRD圖譜顯示了鋁涂層在三種條件下的腐蝕產(chǎn)物物相，如圖3所示。由圖可見，被腐蝕的鋁涂層在三種條件下的物相組成沒有變化，說明其腐蝕產(chǎn)物的種類基本相同。從XRD圖譜上可以得出腐蝕產(chǎn)物的物相種類，但并不能解釋腐蝕產(chǎn)物對(duì)阻抗模值變化的影響，因此采用FTIR分析是十分必要的。圖4顯示了鋁涂層在三種實(shí)驗(yàn)條件下的FTIR曲線。由圖可知，常壓浸泡72h后腐蝕產(chǎn)物的FTIR

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