涂层酸性盐雾环境下失效过程的电化学阻抗谱分析

目的探究车辆装备有机涂层在沿海地区酸雨污染环境下的腐蚀行为。方法利用电化学阻抗谱技术,对金属漆涂层酸性盐雾环境下的腐蚀失效过程进行研究,分析其电化学阻抗谱特征及涂层电容的变化规律,并利用10 Hz下的中频相位角(θ_(10))和阻抗模值(|Z|_(10))评价金属漆涂层的防护性能。结果金属漆涂层的腐蚀失效过程大致经历3个阶段,即涂层完好阶段、涂层防护性能下降阶段和涂层失效阶段,随着腐蚀时间的增加,涂层电容逐渐增大,当θ1028.78°,|Z|101.78×10~7?·cm~2时,涂层基本丧失腐蚀防护能力。结论利用中频相位角和阻抗模值可以有效地评价金属漆涂层酸性盐雾环境下的腐蚀防护性能,为车辆装备在沿海地区的腐蚀防护提供技术支撑。     

防腐蚀涂料性能的电化学检测方法

综述了电位-时间法、交流阻抗法、电化学噪声法以及多重动电位扫描技术等腐蚀电化学方法在评价涂层耐蚀性能中的应用,阐述了电化学方法评价涂层耐蚀性能的基本原理、一般规律和特点,指出电化学方法评价涂层性能具有快速、准确、方便、能提供较多定量和半定量有关涂层失效和涂层下金属腐蚀信息的优点。     

利用LEIS和EIS研究铁红环氧酯底漆在海水介质中的失效行为

为了明确铁红环氧酯底漆在沿海潮湿环境中的劣化过程,采用局部电化学阻抗谱(LEIS)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了铁红环氧酯底漆在海水介质中干湿循环条件下的失效过程。结果表明:铁红环氧酯底漆在干湿循环条件下对Q345R钢的防护性能呈阶段性变化。在海水渗入初期,涂层表面随机分布大量的高阻抗点,涂层的防护性能与完好涂层相差很少;但在海水渗透涂层后,整体阻抗值明显降低,同时试样表面随机分布的高阻抗点数量有所减少,导致涂层防护性能发生明显下降,Q345R钢基材开始被腐蚀。     

潜艇表面涂层失效机理的研究

评述了有机涂层失效机理的现代研究方法，将电化学测试技术与现代表面分析技术和传统的涂料检测技术相结合，应用于涂层失效机理分析和寿命评估中．探讨了电化学交流阻抗谱技术在研究变海水压力作用下潜艇表面有机涂层的失效机理。以及建立腐蚀性介质渗入与涂层失效之间数学模型的可能性．     

航空用氟聚氨酯涂层加速老化试验研究

选用飞机上广泛使用的氟聚氨酯蒙皮涂层,采用电化学交流阻抗技术(EIS)对其在加速老化试验过程中的阻抗变化进行了原位测试,分析了其腐蚀失效的特征.研究表明,氟聚氨酯涂层的缺陷较少,涂层可以很好地将腐蚀性介质阻挡在外,保护金属基体免受腐蚀破坏,此时涂层相当于一个纯电容.随着加速老化试验的进行,氟聚氨酯蒙皮涂层的失光率和色差变化较小,引起涂层体系失效的主要原因还是发生在涂层/金属界面的电化学反应.加速老化试验进行1680h后,氟聚氨酯蒙皮涂层的电化学交流阻抗谱上仍然显示的是纯电容性质,而且由等效电路计算出此时的涂层电容仍然很小,说明此时氟聚氨酯磁漆仍起着很好的保护基体的作用.与只喷涂锌黄丙烯酸聚氨酯底漆而没有氟聚氨酯面层的试样的加速老化试验结果比较可知,氟聚氨酯面漆可以有效提高底涂层抗老化和失效性能.     

海水中重防腐涂层的失效行为及扩散系数的测定

采用电化学交流阻抗谱(EIS)技术对环氧富锌底漆/环氧云铁中间漆/氯化橡胶面漆重防腐涂层在海水中使用初期的失效过程进行了研究,同时采用电容法分析了失效过程中水分的吸收问题及水分的扩散系数.结果表明:涂层体系在海水中的失效过程分为两个阶段,浸泡前120h,涂层电阻从起始的2.284×109Ω· crn2以大约1.9×10...     

结合EIS和WBE技术研究环氧涂层劣化

为研究环氧涂层在浸泡条件下的失效机理,结合丝束电极(WBE)和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了环氧涂层浸泡在天然海水中的劣化过程, 同时分析了与涂层局部缺陷区相对应的电流密度分布和阻抗谱特征的差异．结果表明:丝束电极表面电流密度分布与EIS响应特征能够良好对应,两者结合使用可以实现对表面任意局部阳极和阴极区腐蚀过程的研究;涂层丝束电极的总阻抗响应主要与涂层局部缺陷最为严重处的电极过程特征相对应,而不能反映出其他区域的涂层劣化和涂层下基体的电化学过程信息;涂层下丝束电极出现了极性转换现象,但发生转换的原因各不相同．     

静电喷涂聚酰亚胺涂层的防腐蚀性能

聚酰亚胺(PI)在防腐蚀方面前景良好,但目前国内报道不多。采用静电喷涂的方法在N80钢表面制备了一种聚酰亚胺防腐蚀涂层。通过盐雾试验、浸泡试验评价了涂层在不同腐蚀环境中的耐蚀性能;通过硬度测试和抗冲击试验评价了涂层的力学性能;采用红外光谱、电化学方法交流阻抗、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法研究了涂层的失效过程。结果表明:涂层耐盐雾性能良好,3 080 h盐雾试验后仅表面发生微观物理破坏,在人工划痕处产生少量腐蚀产物;涂层在3.5%NaCl溶液和25%HCl溶液中耐蚀性能优异,电化学性能不随时间发生显著变化,但在涂层表面产生少量微观缺陷;涂层力学性能良好,但提高腐蚀介质温度会使得力学性能下降。     

有机涂层性能电化学测试技术的应用进展

综述了电化学测试技术在有机涂层寿命评估、腐蚀过程研究中的进展及应用;分别介绍了电化学阻抗谱(EIS)、局部阻抗谱(LEIS)、电化学噪声(EN)、扫描振动电极(SVET)、扫描电化学显微镜(SECM)、扫描开尔文探针(SKP)等测量技术在有机涂层防护领域的应用;指出了以上方法均有其优缺点,应相互结合、相互验证,并与扫描电镜联合使用,以确保其准确性.     

基于扫描探针的金属/有机涂层电化学检测技术的进展

传统电化学检测技术难以深入研究腐蚀的萌生、发展、转移、抑制等过程,而基于扫描探针的电化学检测技术弥补了这一不足。从工作原理和应用现状,简要概述了4种适用于金属/有机涂层体系腐蚀研究的基于扫描探针、具有高空间分辨率的电化学检测技术,分别为扫描电化学显微镜(SECM)、扫描振动电极技术(SVET)、局部电化学阻抗谱(LEIS)、扫描开尔文探针技术(SKP)。4种电化学检测技术均利用金属/有机涂层体系电化学的不均一性,通过检测电流、电压或者阻抗等信号,从微观上反映该体系腐蚀的全过程。基于扫描探针的电化学检测技术的发展及应用,能够从微观上解释金属/有机涂层体系腐蚀发生、发展过程及机理。     

多道环氧涂层在NaCl溶液中的电化学阻抗谱

采用电化学阻抗谱(EIS)方法研究了环氧涂层的厚度与涂装道数对水传输行为的影响结果表明,水分子在具有良好阻挡作用的多道环氧涂层的初始阶段的传输符合Fick定律,求得了水在涂层中的表观扩散系数值,与之相应的干环氧涂层的介电常数εd为4.2.涂层越厚,涂装的道数越多,介质在涂层中的传输越困难,涂层的抗渗透性能越好多道环氧涂层的涂层电容-时间曲线类似于理想情况下单道涂层在水溶液中的涂层电容与浸泡时间的关系曲线.     

基于自组织神经网络的军用车辆装备涂层腐蚀行为研究

为探究军用车辆有机涂层在全浸泡条件下的腐蚀行为特征,寻找评价涂层腐蚀防护性能的有效方法,通过对某型军绿有机涂层全浸泡条件下腐蚀行为电化学阻抗谱(EIS)特征的研究,提取并研究了低频阻抗模值Z0.1Hz、高频相位角θ10 k Hz和高频阻抗模值变化率k这3种特征参数的变化规律,并结合自组织神经网络(SOM)对涂层防护性能变化进行了辅助分析。特征参数变化规律与SOM分析结果均证明涂层在1 330 d浸泡过程中出现4个阶段的性能变化,反映了SOM神经网络辅助分析有机涂层浸泡性能的有效性。     

Effect of nano Al pigment on the anti corrosive performance of waterborne epoxy coatings

This paper presents the results regarding the effect of nano aluminum powder pigment concentration on the protective properties of waterborne epoxy films in 3.5 wt pct NaCl solution. The anticorrosive performance of the coatings with 0.5, 1, and 3 wt pct pigments and none pigment were investigated using electrochemical impedance spectroscopy （EIS）, scanning electron microscopy （SEM） and Raman spectroscopy techniques. The results show that adding appropriate amount of nano-aluminium powder pigment can enhance the barrier properties of the epoxy coating, which is attributed to the surface effect of nanoparticles and the compatibility of the pigment with the waterborne epoxy coatings.     

有机防护涂层综合加速试验老化动力学模型的建立

为了预测舰船航空飞行器有机防护涂层的服役寿命,模拟了其海洋服役环境:紫外光照射-周期浸润-温度冲击。采用电化学交流阻抗技术进行了综合加速试验,研究有机防护涂层的老化动力学过程,以交流阻抗低频模值为涂层性能的参数,建立了有机防护涂层的老化动力学方程。结果表明:在综合因素加速作用下,有机防护涂层的老化过程可以分为涂层完好、被腐蚀介质渗透、失去防腐蚀作用3个阶段;所建的涂层老化动力学模型有助于确定有机防护涂层的服役寿命和耐久性能,为其使用和维护提供了依据。     

水性环氧聚氨酯富锌涂料的防腐蚀性能研究

为制得环保且防腐蚀性能优异的富锌涂料,引入环氧树脂来改性水性聚氨酯,以水性环氧聚氨酯为基料制备富锌涂料,通过对其腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)的测试分析,研究了添加不同含量锌粉的富锌涂层在3%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,并与添加少量铝粉的富锌涂料及传统富锌涂料进行了对比.结果表明,水性环氧聚氨酯富锌涂料的防腐蚀能力比传统环氧富锌底漆强;锌粉的添加量对涂层的防腐蚀效果有一定的影响,添加少量铝粉能提高涂层的防腐蚀性能.     

钼酸钠对热镀锌钢板表面磷化膜电化学行为的影响

在磷化液中添加钼酸钠可改善和提高热镀锌钢板表面磷化膜的质量.运用极化和电化学阻抗的测试方法,研究了磷化液中加入钼酸钠对热镀锌钢板表面磷化膜在5%NaCl溶液中的电化学行为的影响.结果表明,在磷化液中加入钼酸钠可促进磷化膜生长,大大降低电化学体系的腐蚀电流密度,提高其极化电阻和电化学阻抗,改善膜层的耐蚀性能.最佳的钼酸钠用量为1.0g/L,膜层呈暗灰色,膜重为1.6g/m2,耐硫酸铜点蚀时间大于65 s.当钼酸钠用量为2.0g/L时,膜层的各项性能指标均下降.     

Determination of the relative surface areas of PVD coatings by electrochemical impedance spectroscopy

The application of electrochemical methods for the determination of the real surface area of PVD coatings is explored. Titanium and chromium coatings with different growth morphologies and surface topographies were fabricated by magnetron sputtering. The morphology was characterized by SEM and its effect on the electrochemical polarization behavior of the coatings was studied by linear sweep voltammetry in 5 M HCl and 0.66 M NaCl. The nominal current densities measured were consistently higher for coatings having a coarse microstructure. Impedance spectroscopy was used to determine the real surface area of the films relative to a flat surface produced by mechanical polishing. When corrected for the real surface area, the polarization current density at a given potential did not depend on film morphology, both for titanium and chromium. The present paper demonstrates that electrochemical impedance spectroscopy is a useful method for the estimation of the surface area of PVD coatings.     

Investigation of the microstructure and corrosion performance of a nanostructured titania-containing hybrid silicate film on mild steel

A pre-treatment system consisting of a nanostructured titania interlayer loaded with an inhibitor and a hybrid silicate film deposited on the TiO₂ layer is shown to provide protection against active corrosion of mild steel. A nanostructured TiO₂ interlayer was prepared on the mild steel surface via controllable hydrolysis of titanium alkoxide. To further improve this pre-treatment, the hybrid silicate film was synthesized from tetraethylorthosilicate and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane precursors. The morphology and structure of the titania interlayer and hybrid silicate film were characterized with atomic force microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy techniques. The corrosion performance of the coatings was examined using electrochemical techniques, including potentiodynamic scanning and electrochemical impedance spectroscopy. The TiO₂ nanostructure calcinated/inhibitor/hybrid silicate system shows enhanced corrosion performance, as confirmed by impedance and polarization measurements.     

Corrosion Resistance of Graphene-Reinforced Waterborne Epoxy Coatings

Graphene(G) was dispersed uniformly in water and used as an inhibitor in waterborne epoxy coatings.The effect of dispersed G on anticorrosion performance of epoxy coatings was evaluated.The composite coatings displayed outstanding barrier properties against H_2O molecule compared to the neat epoxy coating.Open circuit potential(OCP),Tafel and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)analysis con-?rmed that the corrosion rate exhibited by composite coatings with 0.5 wt%G was an order of magnitude lower than that of neat epoxy coating.Salt spray test results revealed superior corrosion resistance offered by the composite coating.