發(fā)布時間：2017-10-03 18:04

  本文關(guān)鍵詞：兩種含導(dǎo)電顆粒的有機(jī)涂層的電化學(xué)阻抗譜特征

  更多相關(guān)文章： 環(huán)氧涂層 碳鋼 炭黑 鋁粉 交流阻抗

【摘要】：多數(shù)金屬在使用過程中會發(fā)生腐蝕,涂覆涂層是防止金屬腐蝕的有效方法,EIS是研究涂層防護(hù)性能最重要的工具之一,關(guān)于有機(jī)涂層的EIS研究已經(jīng)很系統(tǒng),但添加導(dǎo)電顆粒的有機(jī)涂層的交流阻抗譜,還需要進(jìn)一步深入研究。論文在Q235碳鋼基體表面分別涂覆不含導(dǎo)電涂料的環(huán)氧清漆涂層、炭黑添加型環(huán)氧涂層(炭黑含量為1 wt%和3 wt%)以及鋁粉添加型環(huán)氧涂層(鋁粉添加量為20wt%、40wt%和60 wt%),制得涂層/碳鋼試樣,涂層厚度均為150μm左右。通過電化學(xué)交流阻抗譜研究了三類環(huán)氧涂層在3.5 wt% NaCl溶液中的電化學(xué)行為。采用傅里葉紅外光譜對涂層官能團(tuán)變化及涂層老化情況進(jìn)行分析。并通過掃描電子顯微鏡和EDS對涂層下基體表面腐蝕情況進(jìn)行觀察和研究。另外,使用特征頻率法、中頻相位角和高頻相位角等幾種快速評價(jià)方法對三類涂層進(jìn)行了評價(jià)和比較。所得主要結(jié)論如下：1、環(huán)氧清漆涂層的EIS譜圖中,浸泡前期只有一個時間常數(shù)；添加炭黑后的環(huán)氧涂層的EIS譜圖中,在浸泡初始階段就表現(xiàn)為兩個時間常數(shù),這是由于炭黑的比表面積較大,存在明顯的界面效應(yīng)。并且,當(dāng)炭黑添加量增加時,炭黑表面電荷轉(zhuǎn)移電阻下降。添加炭黑會使涂層的低頻阻抗模值|Z|0.01Hz和涂層電阻Rc顯著下降,隨著浸泡時間的延長,不含炭黑的環(huán).氧涂層的|Z|0.01Hz和Rc逐漸下降,含炭黑的環(huán)氧涂層的|Z|0.01Hz和Rc無明顯下降。傅里葉紅外光譜表明,環(huán)氧清漆涂層和添加炭黑的環(huán)氧涂層在溶液的浸泡過程中不發(fā)生明顯老化降解,SEM/EDS結(jié)果顯示,不含炭黑的環(huán)氧涂層下的基體在200 d后基體出現(xiàn)腐蝕,而含1 wt%和3 wt%炭黑的環(huán)氧涂層下基體完好平整,這是因?yàn)樘亢谟醒a(bǔ)強(qiáng)作用,能顯著提高涂層的耐溶劑性和抗?jié)B透性。2、鋁粉添加型涂層在3.5wt% NaCl溶液中的失效過程分為三個階段：第一階段,介質(zhì)不斷滲透,鋁粉顆粒表面發(fā)生反應(yīng),并且腐蝕產(chǎn)物發(fā)生擴(kuò)散；第二階段,介質(zhì)滲透到基體表面,鋁粉腐蝕產(chǎn)物在涂層/基體界面發(fā)生橫向擴(kuò)散；第三階段,基體表面腐蝕產(chǎn)物和鋁粉腐蝕產(chǎn)物逐漸堆積,逐漸形成腐蝕產(chǎn)物層。相比環(huán)氧清漆涂層,添加鋁粉后的環(huán)氧涂層的低頻阻抗模值|Z|0.01Hz和涂層電阻Rc更低,并且隨浸泡時間的延長,Rc和|Z|0.01Hz下降速度更快。添加鋁粉后的環(huán)氧涂層的涂層電容Qc會輕微提高,且隨著浸泡時間的延長,快速增加,而環(huán)氧清漆涂層Qc變化相對較小。傅里葉紅外光譜顯示,經(jīng)過3.5 wt% NaCl溶液浸泡后,含鋁粉顆粒環(huán)氧涂層不發(fā)生明顯老化降解,SEM/EDS結(jié)果表明,在涂層浸泡后期,環(huán)氧清漆涂層下基體表面腐蝕產(chǎn)物主要由Fe和O構(gòu)成,而鋁粉添加型環(huán)氧涂層下基體表面會產(chǎn)生含F(xiàn)e、Al、O和C1等元素的混合腐蝕產(chǎn)物層。3、特征頻率法對含導(dǎo)電顆粒的環(huán)氧涂層有良好的適用性,0.1Hz下的相位角θ0.1Hz比其他頻率的相位角能更準(zhǔn)確的評價(jià)炭黑添加型環(huán)氧涂層的保護(hù)性能；10Hz下的相位角θ10Hz用來評價(jià)鋁粉添加型環(huán)氧涂層的防護(hù)性能更合適。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)氧涂層 碳鋼 炭黑 鋁粉 交流阻抗
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 涂層概述13-14
• 1.1.1 涂層簡介13
• 1.1.2 涂層的分類13-14
• 1.1.3 涂層的防護(hù)機(jī)理14
• 1.2 導(dǎo)電涂層概述14-17
• 1.2.1 導(dǎo)電涂層的分類14-16
• 1.2.2 摻和型導(dǎo)電涂層簡介16-17
• 1.3 涂層防腐性能評價(jià)方法17-22
• 1.3.1 電化學(xué)研究方法17-18
• 1.3.2 電化學(xué)交流阻抗分析方法18-20
• 1.3.3 EIS在涂層防護(hù)性研究中的應(yīng)用20-22
• 1.4 論文的研究意義與研究內(nèi)容22-25
• 1.4.1 論文的研究意義22
• 1.4.2 論文的主要研究內(nèi)容22-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法25-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試樣制備25-26
• 2.2 測試前的準(zhǔn)備工作26
• 2.3 測試方法26-29
• 2.3.1 涂層附著力測試26-27
• 2.3.2 開路電位測試27
• 2.3.3 電化學(xué)交流阻抗測試27
• 2.3.4 掃描電鏡觀察27
• 2.3.5 紅外光譜分析27-29
• 第三章 添加炭黑的環(huán)氧涂層的阻抗參數(shù)變化29-47
• 3.1 不同含量炭黑添加型環(huán)氧涂層的EIS29-33
• 3.2 等效電路擬合33-39
• 3.3 紅外光譜測試39-41
• 3.4 SEM和EDS測試41-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 鋁粉添加型環(huán)氧涂層的阻抗參數(shù)變化47-69
• 4.1 不同含量的鋁粉添加型環(huán)氧涂層的EIS47-54
• 4.2 等效電路擬合分析54-60
• 4.3 紅外光譜測試60-62
• 4.4 SEM和EDS測試62-66
• 4.5 本章小結(jié)66-69
• 第五章 含導(dǎo)電顆粒的環(huán)氧涂層的電化學(xué)快速評價(jià)方法69-77
• 5.1 炭黑添加型環(huán)氧涂層的快速評價(jià)方法69-72
• 5.1.1 利用中頻相位角來評價(jià)炭黑添加型環(huán)氧涂層的防護(hù)性能69-71
• 5.1.2 利用特征頻率法來評價(jià)炭黑添加型環(huán)氧涂層的防護(hù)性能71-72
• 5.2 鋁粉添加型環(huán)氧涂層的快速評價(jià)方法72-75
• 5.2.1 利用中頻相位角來評價(jià)鋁粉添加型環(huán)氧涂層的防護(hù)性能72-74
• 5.2.2 利用特征頻率法來評價(jià)鋁粉添加型環(huán)氧涂層74-75
• 5.3 本章小結(jié)75-77
• 第六章 總結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-87
• 作者和導(dǎo)師簡介87-89
• 附件89-90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：965912