【摘要】：Zn-15Al合金由于結(jié)合了鋅的犧牲陽極作用和鋁良好的耐蝕性,具有良好的電化學(xué)保護(hù)作用和優(yōu)異的耐鹽霧腐蝕性能,因而在鋼鐵材料的腐蝕保護(hù)中應(yīng)用廣泛。但是Zn-15Al合金涂層長期在高溫、高濕、高鹽霧等惡劣條件下服役會導(dǎo)致其耐蝕性能減弱,服役壽命明顯降低。因此,開發(fā)新型的Zn-Al合金材料,深入研究涂層的耐蝕機理,對延長涂層的服役壽命及降低使用成本具有很重要的意義。本文采用電弧噴涂方法制備Zn-15Al和Zn-50Al合金涂層,熱浸鍍方法制備Zn-50Al-1Si,Zn-50Al-1Si-0.05RE和Zn-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg合金鍍層。通過鹽霧腐蝕和電化學(xué)方法測試不同合金層的耐蝕性能,并深入探究其耐蝕機理。根據(jù)電化學(xué)試驗測試得到的極化曲線及腐蝕電流密度等進(jìn)行當(dāng)量折算系數(shù)的計算。研究結(jié)果表明:熱噴涂鋅鋁合金涂層外表光滑平坦,沒有出現(xiàn)細(xì)紋、鼓包等缺陷,相對來說Zn-50Al合金涂層顏色更亮,表面缺陷更少。兩種涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)均勻致密,呈片狀結(jié)構(gòu)覆蓋在基體表面,能有效提高涂層物理屏蔽效果。在鹽霧氣氛中,Zn-15Al的腐蝕機制主要是鋅的腐蝕產(chǎn)物的自封閉效果,而Zn-50Al的腐蝕機制主要是鋁氧化物的屏蔽效果。隨著涂層中鋁含量的增加,極化電位正移,腐蝕傾向減小。Zn-50Al-1Si,Zn-50Al-1Si-0.05RE和Zn-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg三種合金鍍層比較后發(fā)現(xiàn),添加RE和Mg后,合金鍍層具有更細(xì)小致密的顯微結(jié)構(gòu),能夠減緩陰極溶解氧的還原反應(yīng),阻礙氧化鋅的形成,從而抑制氧的還原,提高腐蝕產(chǎn)物中鋅和氧化鋁的含量,并大大提高了其抗蝕能力。三種合金鍍層都能為基體陰極保護(hù)提供足夠的驅(qū)動力,但Zn-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg合金鍍層具有最高的極化電位,可以提供更長效的保護(hù)。Zn-15Al和Zn-50Al合金涂層以及Zn-50Al-1Si,Zn-50Al-1Si-0.05RE和Zn-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg合金鍍層的腐蝕電位均隨NaCl溶液濃度的升高而降低,其中鋅鋁合金鍍層的腐蝕電位相對穩(wěn)定,集中在區(qū)間-1.00V至-1.02V(vs.SCE)受NaCl溶液濃度影響較小。根據(jù)當(dāng)量折算法,得到五種合金層在不同濃度NaCl溶液與水介質(zhì)的折算關(guān)系,為試驗室加速環(huán)境譜的編制提供了依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4
【圖文】：

圖 1. 1 海洋環(huán)境不同區(qū)域的腐蝕傾向結(jié)構(gòu)件的主要防護(hù)措施面會顯著降低材料的使用性能、縮短材料的使用壽命，更重要度而突然失效，這種不可預(yù)測的失效往往導(dǎo)致災(zāi)難性事故的發(fā)海洋生態(tài)環(huán)境破壞都是十分巨大的。正是由于海洋環(huán)境的特殊物的建設(shè)和維修要困難的多。因此，為了保證安全的前提下還設(shè)施的設(shè)計壽命至少在 30-40 年，甚至更多的達(dá)到 50-70 年。應(yīng)用環(huán)境，大多采用強度高、塑性大、成本低廉的碳鋼和低合料。自從海洋工程出現(xiàn)以來，人們?yōu)楸ＷC這些大型海上鋼結(jié)構(gòu)件效的防腐蝕措施。目前來看，主要有以下幾種[4]：涂層。主要有重防腐涂料、防銹涂料、防污涂料等。是海洋防。通過調(diào)整金屬材料的化學(xué)元素，組織結(jié)構(gòu)及相組成等顯著改環(huán)境來選擇材料，不同的材料適用于不同的腐蝕環(huán)境，可以有

對每張 SEM 圖的 5 個不蝕前后表面和截面的成分變化。參數(shù)：工作管電壓 40 kV，工作10-90 。拉伸試驗測試涂層的結(jié)合強度。的規(guī)格，然后將試樣有涂層面與氧樹脂的粘結(jié)力。將處理好的試。根據(jù)如下公式計算涂層的結(jié)合 = 合強度，單位為 MPa；P 表示位為 mm2。每個試樣分別測試 5

圖 2. 2 電化學(xué)實驗裝置示意圖量折算法洋建筑物的合金涂層防腐蝕性能研究時，一般通過加速腐蝕試驗使實驗試樣在短蝕效果和在海洋長期服役達(dá)到的效果近似一致。在明確好實驗室加速模擬環(huán)境的采用當(dāng)量折算法、腐蝕程度對比法和疲勞壽命對比法可以得到當(dāng)量關(guān)系[52-54]。本當(dāng)量折算法的原理是依靠金屬電化學(xué)腐蝕規(guī)律，根據(jù)腐蝕電流的多少判斷腐蝕破，累積的電量確定給定時間內(nèi)的腐蝕效果，在確定實驗?zāi)M環(huán)境和真實海洋環(huán)境系時，應(yīng)讓試樣獲得同等效果的腐蝕損傷，也就是說在電化學(xué)腐蝕中腐蝕電量保電化學(xué)腐蝕時，電荷的移動與腐蝕物質(zhì)的產(chǎn)生量存在著緊密的聯(lián)系，在數(shù)量上可關(guān)系[56]，其關(guān)系符合法拉第定律，以電量 Q 作為腐蝕量的變量，則有Id FQtc 01 IC為不同環(huán)境下的電流；t 為環(huán)境作用時間。一個金屬試樣設(shè)其在室內(nèi)加速試驗

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 江雪龍;楊曉華;;加速腐蝕當(dāng)量加速關(guān)系研究方法綜述[J];裝備環(huán)境工程;2014年06期

2 韓恩厚;陳建敏;宿彥京;劉敏;;海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢[J];中國材料進(jìn)展;2014年02期

3 張丹峰;陳躍良;;當(dāng)量加速試驗條件下鋁合金腐蝕形態(tài)演化規(guī)律[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2010年03期

4 李亞東;李玉飛;夏同馳;董會超;;有機涂層防腐性能評價技術(shù)的研究進(jìn)展[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年05期

5 宋恩鵬;劉文s

本文編號：2787969