Q235碳鋼表面富鋅底漆的改性及其作用機(jī)理的研究
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【摘要】:碳鋼由于強(qiáng)度高、價(jià)格低廉而在工業(yè)、建筑業(yè)等行業(yè)都具有廣泛的應(yīng)用。但是,由于碳鋼在大氣環(huán)境和海洋環(huán)境中都很容易腐蝕,而限制了它的應(yīng)用。所以碳鋼的防腐蝕研究就顯得尤為重要。前人研究了一種基于犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)原理的富鋅涂料,這種涂料在一定程度上能夠提高碳鋼的耐蝕性,但是由于涂層中鋅粉的反應(yīng)速度太快,導(dǎo)致涂料的陰極保護(hù)作用時(shí)間短,因此需要對(duì)富鋅涂料進(jìn)行改性,以延長(zhǎng)涂料的陰極保護(hù)作用時(shí)間,進(jìn)而提高涂層對(duì)碳鋼的保護(hù)作用。利用8-羥基喹啉對(duì)富鋅涂層進(jìn)行改性,將鋅粉用5%的8-羥基喹啉替代,研究表明,8-羥基喹啉與Zn~(2+)生成一種穩(wěn)定的絡(luò)合物Zn(HQ)2,包覆在鋅粉顆粒的表面,降低了鋅粉的反應(yīng)面積,抑制了鋅粉的反應(yīng),延長(zhǎng)了涂層的陰極保護(hù)作用時(shí)間。而且,腐蝕產(chǎn)物能夠堵塞涂層微孔,降低了涂層的孔隙率,提高了涂層的屏蔽性。另外,在浸泡后期,8-羥基喹啉能夠吸附在基體的腐蝕活性區(qū),抑制基體的腐蝕擴(kuò)散,進(jìn)一步提高了涂層的耐蝕性。利用ZnO對(duì)富鋅涂層進(jìn)行改性,將富鋅涂料中的鋅粉部分用ZnO替代,ZnO能夠堵塞涂層微孔,抑制電解質(zhì)滲入,提高了涂層的屏蔽能力。而且,ZnO-Zn之間能夠形成p-n結(jié),可以控制電子流向,進(jìn)而控制電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,降低鋅粉反應(yīng)速度,延長(zhǎng)鋅粉陰極保護(hù)作用時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)ZnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí)涂層的耐蝕性能最好利用納米ZnO對(duì)富鋅涂層進(jìn)行改性,將富鋅涂料中的鋅粉部分用納米ZnO替代,納米ZnO能夠堵塞涂層內(nèi)微孔,使得涂層電阻Rc升高,提高了涂層屏蔽能力。而且添加納米ZnO后涂層電阻增加,鋅粉的反應(yīng)電阻Pct升高,鋅粉/溶液界面雙電層電容降低,降低了鋅粉的反應(yīng)速度,和反應(yīng)面積,減少了鋅粉由于直接跟介質(zhì)接觸導(dǎo)致的腐蝕,延長(zhǎng)了涂層的陰極保護(hù)作用時(shí)間。當(dāng)納米ZnO的含量為2%時(shí),富鋅涂層的耐蝕性最好。
【關(guān)鍵詞】:富鋅涂層 EIS 碳鋼 陰極保護(hù) 改性
【學(xué)位授予單位】:北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TG174.4
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-14
- 第一章 緒論14-26
- 1.1 碳鋼概述14-15
- 1.2 碳鋼的腐蝕行為15-18
- 1.2.1 電偶腐蝕15
- 1.2.2 孔蝕15-16
- 1.2.3 晶間腐蝕16-18
- 1.2.4 腐蝕疲勞18
- 1.3 碳鋼保護(hù)措施18-23
- 1.3.1 鍍層保護(hù)18-20
- 1.3.2 陰極保護(hù)20
- 1.3.3 鈍化保護(hù)20-21
- 1.3.4 涂層保護(hù)21-23
- 1.4 本論文研究?jī)?nèi)容和研究意義23-26
- 1.4.1 前人的研究成果23-24
- 1.4.2 本文主要研究?jī)?nèi)容和意義24-26
- 第二章 實(shí)驗(yàn)方法26-30
- 2.1 實(shí)驗(yàn)材料26
- 2.2 試樣制備26-27
- 2.3 研究方法27-30
- 2.3.1 開路電位(OCP)檢測(cè)27
- 2.3.2 劃叉浸泡27
- 2.3.3 Machu測(cè)試27-28
- 2.3.4 交流阻抗測(cè)試(EIS)28
- 2.3.5 傅里葉紅外轉(zhuǎn)換光譜(FT-IR)28-29
- 2.3.6 掃描電子顯微鏡(SEM)29
- 2.3.7 極化曲線29-30
- 第三章 8-羥基喹啉對(duì)富鋅底漆保護(hù)性能的影響及其機(jī)理研究30-44
- 3.1 前言30-31
- 3.2 實(shí)驗(yàn)31-32
- 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料31-32
- 3.2.2 試樣制備32
- 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論32-42
- 3.3.1 電化學(xué)阻抗譜特征32-39
- 3.3.2 開路電位檢測(cè)39
- 3.3.3 SEM39-40
- 3.3.4 Machu測(cè)試40-41
- 3.3.5 傅里葉紅外光譜測(cè)試41-42
- 3.4 結(jié)論42-44
- 第四章 ZnO對(duì)富鋅底漆的保護(hù)性能的影響及其機(jī)理研究44-58
- 4.1 前言44
- 4.2 實(shí)驗(yàn)44-45
- 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料44
- 4.2.2 試樣制備44-45
- 4.3 結(jié)果與討論45-55
- 4.3.1 電化學(xué)交流阻抗(EIS)45-53
- 4.3.2 Machu測(cè)試53-55
- 4.4 結(jié)論55-58
- 第五章 納米ZnO對(duì)富鋅底漆防護(hù)性能的影響及其機(jī)理研究58-72
- 5.1 前言58
- 5.2 實(shí)驗(yàn)58-59
- 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料59
- 5.2.2 試樣制備59
- 5.3 結(jié)果與討論59-70
- 5.3.1 交流阻抗測(cè)試60-68
- 5.3.2 Machu測(cè)試68-70
- 5.4 結(jié)論70-72
- 第六章 總結(jié)論72-74
- 參考文獻(xiàn)74-82
- 致謝82-84
- 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-86
- 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介86-87
- 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書87-88
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10 王U
本文編號(hào):428175
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