三种电弧喷锌防护涂层在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备出纯锌、Zn-Al合金和Zn-Al伪合金涂层。通过浸泡试验和电化学测试考察涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层腐蚀后的表面形貌及腐蚀产物的相结构。结果表明,在3.5%NaCl溶液中三种涂层的耐腐蚀性按Zn-Al伪合金涂层、Zn-Al合金涂层、Zn涂层的顺序依次降低。     

Zn-Al伪合金涂层的耐蚀性能研究

目的提高电弧喷涂锌铝合金涂层中Al的含量。方法用纯铝丝和Zn80Al20合金丝在Q235钢表面制备Zn-Al伪合金涂层,通过中性盐雾试验和电化学试验,与纯铝涂层和Zn-Al合金涂层进行对比,分析比较三种涂层在氯离子存在环境中的腐蚀行为。结果 Zn-Al伪合金涂层表现出了较高的活化能力和较低的腐蚀速度。结论 Zn-Al伪合金涂层的耐蚀性能优于纯铝涂层和Zn-Al合金涂层。     

电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层耐腐蚀性能研究进展

通过在钢基体表面制备涂层可以很好地延长钢铁材料的服役时间,减少因腐蚀造成的重大事故和人员伤亡。相较于传统的纯Zn涂层、纯Al涂层以及Zn-Al合金涂层,Zn-Al伪合金涂层能够为基体材料提供长久有效的腐蚀防护,在钢铁材料的腐蚀防护中具有巨大的应用潜力。简述了Zn-Al伪合金涂层电弧喷涂制备工艺的特点;介绍了Zn、Al、Zn-Al合金及Zn-Al伪合金涂层在模拟海洋环境下的腐蚀防护原理;在此基础上从组分、喷涂工艺参数(喷涂距离、喷涂电流和喷涂电压)、元素掺杂(Mg、Si及Re)及后处理工艺(封孔、激光重熔)等角度,论述了其对Zn-Al伪合金涂层耐蚀性的影响;讨论了Zn-Al伪合金涂层防腐体系在桥梁、海洋钢结构件、地下运输管道中的应用现状;最后总结了目前研究工作中存在的挑战,提出了电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层尚需深入研究的重点问题,为提高钢铁材料使用寿命提供了参考。     

电弧喷涂锌基防腐涂层在洞室环境中的耐蚀性研究

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢上制备了Zn和Zn-Al涂层,通过盐雾加速实验考核涂层在5％NaCl溶液中的腐蚀性能,并对涂层腐蚀前后的组织结构进行分析.结果表明,两种Zn基涂层致密,在盐雾实验40 d后未出现红锈,表现出优异的耐腐蚀性能.喷涂纯Zn涂层,其腐蚀产物疏松,对基体主要起到牺牲阳极的保护作用;喷涂Zn-Al涂层,其腐蚀产物致密,起到牺牲阳极和隔离的双重保护作用.     

Zn,Al 合金涂层在膨润土中的加速腐蚀实验研究

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢基体上制备Zn,Al合金涂层,针对其实际应用环境,设计并通过模拟洞室膨润土填埋环境的加速腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:随着加速腐蚀时间的延长,Zn,Al系合金涂层的腐蚀速率降低;Zn,Al系合金涂层对16MnR钢的防护作用明显,起到了牺牲阳极的阴极保护作用;与Zn涂层和Zn-Al合金涂层相比,Al涂层表现出较优的耐腐蚀性能。     

几种电弧喷涂金属涂层在3.5％NaCl溶液中的腐蚀行为

目的研究喷涂涂层的组织与耐蚀性。方法利用超音速电弧喷涂技术在20#钢表面分别制备了Zn-Al-Mg、Zn-Al和Zn涂层。采用扫描电镜观察Zn-Al-Mg涂层的组织形貌,用X射线衍射仪分析涂层的相结构。通过电化学试验,分析比较三种涂层在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为。利用灰度法分析金相照片的灰度值,捕捉孔隙的位置和大小,并确定涂层孔隙率。采用万能拉伸试验机进行拉伸试验,测定涂层的结合强度。结果 Zn-Al-Mg伪合金涂层的组织致密,与基体结合良好,孔隙率为3.8%,结合强度为3.7 MPa,厚度约为300μm。由于存在耐蚀性极强的尖晶石氧化物,涂层的耐蚀性有所提高。Zn-Al-Mg涂层的腐蚀电流密度为1.249μA/cm2,低于Zn-Al涂层和纯Zn涂层;电化学反应电阻率Rt达到1356?·cm2,约为纯Zn涂层的2倍。结论 Zn-Al-Mg涂层组织致密,与基体结合良好,耐蚀性能优于Zn-Al涂层和纯Zn涂层。该涂层中存在耐蚀性极强的尖晶石结构氧化物,在腐蚀过程中,孔隙被腐蚀产物堵塞,有效阻止了腐蚀反应的进一步进行,自封闭特性起到了积极作用。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层与Al-Zn伪合金涂层的耐蚀性能对比

为研究Al-Zn-Si-RE合金涂层和相同Al含量的Al-Zn伪合金涂层耐蚀性能的不同,采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了此两种合金涂层。通过盐水全浸实验和电化学测试技术对比研究了两种涂层的耐腐蚀性能,并将两种涂层的极化曲线与纯Zn、纯Al、Zn-15Al合金涂层进行了对比分析。使用扫描电镜、金相显微镜和X-射线衍射仪等手段测试分析了两种合金涂层腐蚀前后的微观组织形貌和相组成。结果表明,Al-Zn-Si-RE合金涂层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.995V和3.319×10-6 A/cm2,腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更低,耐蚀性更好,原因可能是致密的腐蚀产物膜抑制了腐蚀作用;Al-Zn-Si-RE合金涂层与伪合金涂层微观组织成分和相结构的不同引起腐蚀行为的差异,且Al-Zn-Si-RE合金涂层表现出更好的耐盐水腐蚀性能;稀土元素的存在有利于提高Al-Zn-Si-RE合金涂层的耐蚀性。     

新型电弧喷涂用Zn-Cu-Ti线材及其金属涂层性能研究

目的开发一种能够在服役期内免维护或少维护的钢结构电弧喷涂合金线材。方法通过二元相图以及探究试验确定新型Zn-Cu-Ti合金线材的最优配方,通过盐雾试验及电化学实验研究涂层的防腐性能。采用SEM观察金属涂层腐蚀前后的表面形貌,采用XRD谱图表征不同腐蚀状态下涂层表面的化学成分。结果 3.5%Na Cl腐蚀溶液浸泡10 d后,涂层表面钝化,腐蚀溶液对涂层的影响趋于平稳。盐雾试验进行1080 h后,腐蚀速率开始下降,2160 h时腐蚀速率降到最低,为0.044 g/(m2·h)。新型Zn-Cu-Ti涂层的腐蚀电位较负,短时间内能发生氧化反应形成钝化膜并保护基体。被腐蚀涂层的X射线衍射谱图显示,2θ为36.4o、39.1o、54.1o处均出现了Zn的氧化物,主要氧化物包括Zn(OH)2和Zn(OH)8Cl2·H2O,各元素峰强度随腐蚀时间的变长而逐渐减弱。结论以新型Zn-Cu-Ti合金线材为原料的金属涂层的耐腐蚀性能优异。     

AI对Sn-Zn钎料耐腐蚀及高温抗氧化性的影响

采用浸蚀失重法、动电位极化法和热重分析法(TGA)分别研究了Al对Sn-9Zn-Al在3.5%NaCI水溶液中耐腐蚀性能和高温抗氧化性能的影响.结果表明,随着Al含量的增加,Sn-9Zn-Al的腐蚀速率增大,腐蚀电位降低,耐腐蚀性能下降.试样腐蚀后的表面形貌SEM和EDS分析表明,Sn-9zn-Al钎料中Zn和Al被选择性腐蚀,腐蚀产物主要为Zn和AJ的氢氧化物,随着Al元素含量的增加,腐蚀产物镲增多,但不致密,不能形成钝化膜.热重分析试验表明,添加微量的Al可在熔融钎料表面形成一层致密的保护膜.从而大大改善钎料的高温抗氧化性能.     

大跨度桥梁缆索用钢丝热浸镀层研究综述

综述了热浸镀Zn、Zn-Al和Zn-Al-Mg系合金镀层的性能特点和研究现状。在Zn-Al合金中添加Al元素可以减缓Zn的腐蚀氧化,同时可以在镀层表面形成致密的Al_2O_3薄膜起到屏蔽保护作用。在此基础上,采用Mg合金化,不仅可细化镀层组织,还可抑制疏松腐蚀产物的生成,进一步延长合金镀层的寿命。阐明了桥梁缆索用钢丝热浸镀工艺的特点和不足。采用中性盐雾试验评估了应力加载对桥梁缆索用热浸镀层组织和耐腐蚀性能的影响。应力加载会使镀层表面的腐蚀产物保护层破裂,加快腐蚀进程。同时指出了现有桥梁缆索用钢丝镀层评价标准尚存在一些争议,应结合现行的评价体系,重视讨论和探索新的更合适的评价标准。需要研究新一代(Zn-Al-Mg)合金镀层的制备技术和评价标准,推动具有高耐蚀性的多元合金镀层在桥梁缆索用钢丝上的推广应用。同时,桥梁缆索用钢丝热浸镀层的腐蚀性能应考虑应力加载下的腐蚀破坏和相关机理研究。     

Zn-Al系列高速电弧喷涂层电化学防腐性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备高Al含量的Zn-26％Al涂层。通过电化学的方法测试涂层在5％NaCl溶液下的腐蚀行为，并与由实芯丝材纯Zn、纯Al及Zn-15％A1所制备的涂层作比较。结果表明：Zn-26％A1涂层在电解质溶液中表现出更优越的防腐性能。动电位极化测试结果说明zn-Al涂层随着Al含量的增加，其耐蚀性也提高。纯Al涂层的电化学腐蚀行为与其它涂层有明显差异，其腐蚀机理类似于点蚀。     

Electrochemical corrosion behavior of arc sprayed Zn-Al coatings

Cored wires and high velocity arc spraying (HVAS) technique were applied to produce high Al content Zn-Al alloy coatings on low carbon steel substrates. The electrochemical corrosion behaviors of Zn, Al and Zn-Al coatings were studied with potentiodynamic measurement in 5 % NaCl solution. Compared with pure Zn, pure Al and Zn-15Al coatings, Zn-26Al coatings show a higher corrosion resistance in salt solution. The potentiodynamic polarization tests show that the corrosion resistance of Zn-Al coatings increases as Al content is raised. Pure Al coating exhibits different electrochemical behaviors with other coatings. The corrosion initiated at the micro-pores of the coating and the underlying corrosion mechanism is very similar to that of the pitting corrosion.     

基于电化学阻抗谱的Zn及Zn-Al涂层的自封闭机理研究

目前，热喷涂Zn—Al合金涂层已替代Zn及Al涂层，成为海洋环境下钢结构件腐蚀防护的首选方法。使用高速电弧喷涂和粉芯丝材技术制备了Zn—Al涂层，采用电化学阻抗谱法(EIS)，结合涂层腐蚀产物X-射线衍射(XRD)及涂层腐蚀后表面形貌分析，对比研究了Zn及Zn—Al涂层的耐蚀性，并探讨了涂层的自封闭机理。结果表明，活化溶解是Zn涂层腐蚀的主要机制，在腐蚀过程中Zn涂层表现出自封闭作用，但由于腐蚀产物是疏松的，其自封闭效果微弱；Zn—Al涂层表现出了更好的耐蚀性，涂层表现出一定的自封闭效果。     

Nicotinic acid as a nontoxic corrosion inhibitor for hot dipped Zn and Zn-Al alloy coatings on steels in diluted hydrochloric acid

The inhibition effect of nicotinic acid for corrosion of hot dipped Zn and Zn-Al alloy coatings in diluted hydrochloric acid was investigated using quantum chemistry analysis, weight loss test, electrochemical measurement, and scanning electronic microscope (SEM) analysis. Quantum chemistry calculation results showed that nicotinic acid possessed planar structure with a number of active centers, and the populations of the Mulliken charge, the highest occupied molecular orbital (HOMO), and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) were found mainly focused around oxygen and nitrogen atoms, and the cyclic of the benzene as well. The results of weight loss test and electrochemical measurement indicated that inhibition efficiency (IE%) increased with inhibitor concentration, and the highest inhibition efficiency was up to 96.7%. The corrosion inhibition of these coatings was discussed in terms of blocking the electrode reaction by adsorption of the molecules at the active centers on the electrode surface. It was found that the adsorption of nicotinic acid on coating surface followed Langmuir adsorption isotherm with single molecular layer, and nicotinic acid adsorbed on the coating surface probably by chemisorption. Nicotinic acid, therefore, can act as a good nontoxic corrosion inhibitor for hot dipped Zn and Zn-Al alloy coatings in diluted hydrochloric acid solution.     

火焰喷涂Al、Zn-Al涂层在舟山地区海洋环境的腐蚀行为

利用宏观腐蚀形貌分析、3D微观形貌分析、腐蚀产物XRD检测、电化学阻抗谱对火焰喷涂 Al和Zn-Al15%涂层在舟山站潮差区和飞溅区的腐蚀行为进行了探究,其结果显示：两种涂层经12 a海洋环境实验仍具有很好的保护性能,喷Al和Zn-Al涂层在潮差区腐蚀比飞溅区腐蚀严重;喷Al比Zn-Al涂层有更好的耐蚀性; EIS测试说明喷Al的阻抗值大于喷Zn-Al涂层,喷Al涂层的防护效果优于Zn-Al涂层。