环氧富锌/环氧煤沥青涂层在原油罐底沉积液中失效过程的EIS研究

采用环氧富锌涂料作为底漆,环氧煤沥青重防腐涂料作为面漆,研究了该涂层体系在原油罐底沉积液中失效过程的电化学阻抗谱(EIS)的变化,并提出相应腐蚀阶段的等效电路,讨论了阻抗谱的特征变化与涂层体系结构及性能变化的关系。结果表明,从EIS特征可以反映出涂层体系所处的腐蚀阶段,提出的判断方法可为罐底防腐蚀涂层的失效研究和维修维护提供参考。     

纳米SiO2改性环氧涂层电化学阻抗谱研究

通过共混法用纳米SiO2对环氧涂层进行改性,采用电化学阻抗谱(EIS)研究浸泡于3.5 mass% NaCl溶液中的涂层/金属电极体系电化学行为;建立了四种等效电路阻抗模型对EIS数据进行拟合,通过分析电化学参数的变化规律表征了体系的腐蚀行为;从Bode图选取了能直观反映涂层保护性能且误差小的高频区参数,研究了涂层防腐...     

承载作用下铁红环氧脂底漆失效过程的电化学响应特征

采用局部电化学阻抗(LEIS)技术和电化学阻抗(EIS)技术研究了不同承载条件下,海水介质中铁红环氧脂底漆失效过程的电化学响应特征。结果表明:在不同的承载力作用下,铁红环氧脂底漆的失效过程呈阶段性变化,且应力加载过程加速了涂层的失效。在300 MPa屈服应力作用下,腐蚀介质可以沿着细小的裂缝快速渗透涂层,与基体接触,缩短涂层的失效时间。涂层失效后,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,涂层防护性能明显下降,基材发生腐蚀。     

电化学阻抗谱法研究热处理对低碳钢镍基合金涂层腐蚀行为的影响

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在碳钢基体上制备了NiCrBSi喷涂层,对包覆样品进行900℃保温2 h或10 min热处理,利用电化学阻抗谱(EIS)研究了涂层在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀失效过程和耐蚀性的变化规律.EIS图谱分析表明,喷态涂层抗介质渗透能力差,腐蚀20 h后介质可渗达碳钢基体;900℃,2 h保温热处理涂层腐蚀15 h后EIS谱发生明显变化,产生局部腐蚀;而900℃,10 min处理涂层为均匀腐蚀,EIS谱形可长时间保持稳定.利用等效电路拟合,获取了涂层界面反应阻力(腐蚀抗力)随时间变化的关系,显示高温短时(10 min)热处理涂层的界面反应阻力高且稳定,其耐蚀性和抗介质渗透能力远优于喷态涂层,但2 h保温热处理涂层的耐蚀性比喷态涂层的差.利用组织结构分析解释了热处理影响涂层腐蚀行为的原因.     

基于弛豫时间分布和有限元模拟的环氧涂层渗水行为研究

采用弛豫时间分布(DRT)技术和有限元模拟方法,从微观电化学角度分析研究了环氧涂层的渗水行为过程。结果表明：环氧涂层的渗水过程分为3个阶段：初始阶段、饱和阶段和失效阶段。3个阶段中,涂层内部水和腐蚀性介质的含量不同,会严重影响涂层的电容变化。本文为有机防护涂层的机理研究提供了一种新的综合分析方法。     

电弧喷涂铝涂层的腐蚀电化学行为

用电弧喷涂方法在钢表面制备铝涂层,研究其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。采用电子探针技术(EPMA)分析研究浸泡30 d后涂层横截面的成分分布特征,发现腐蚀介质可沿孔隙或夹杂物向涂层内部渗入,且已有部分Cl~-渗达涂层深处。动电位极化实验结果显示,原始铝涂层具有明显的钝化现象,这与胶冻状腐蚀产物Al(OH)_3的附着力较强以及Al_2O_3膜的形成有关。电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,铝涂层在测试期内的EIS图谱变化可分成4个阶段:孔蚀萌生阶段、孔内酸化析氢阶段、介质渗达钢基体后涂层作为牺牲阳极的阶段和孔蚀群急剧发展阶段。提出电极在腐蚀过程中的不同阻抗模型。     

EIS STUDY ON THE EFFECTS OF HEAT TREATMENT ON CORROSION BEHAVIOR OF NICKEL BASE ALLOY COATING

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在碳钢基体上制备了NiCrBSi喷涂层, 对包覆样 品进行900 ℃保温2 h或10 min热处理, 利用电化学阻抗谱(EIS)研究了涂层在3.5%NaCl 水溶液中的腐蚀失效过程和耐蚀性的变化规律. EIS图谱分析表明, 喷态涂层抗介质渗透能力 差, 腐蚀20 h后介质可渗达碳钢基体;900 ℃, 2 h保温热处理涂层腐蚀 15 h后EIS谱发生明 显变化, 产生局部腐蚀;而900 ℃, 10 min处理涂层为均匀腐蚀, EIS谱形可长时间保持稳定. 利用等效电路拟合, 获取了涂层界面反应阻力(腐蚀抗力)随时间变化的关系, 显示高温短 时(10 min)热处理涂层的界面反应阻力高且稳定, 其耐蚀性和抗介质渗透能力远优于喷态 涂层, 但2 h保温热处理涂层的耐蚀性比喷态涂层的差. 利用组织结构分析解释了热处理影响 涂层腐蚀行为的原因.     

封孔电弧喷涂铝涂层在盐雾环境中的防护性能

对于采用某种有机涂料封孔处理的电弧喷涂铝涂层,采用电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析并结合划格试验,研究了封孔铝涂层在盐雾条件下腐蚀防护性能。结果表明,封孔电弧喷涂铝涂层很快腐蚀,但经过2 400h盐雾加速试验(SST)后仍能对基体提供牺牲阳极保护;反应生成的铝离子可以通过封孔层孔隙渗透至面漆涂层表面并最终生成白絮状产物;根据EIS结果提出了相应的特征等效电路;SST后封孔涂层与喷涂层结合仍然良好。     

航空有机涂层的老化失效规律和电化学表征

利用扫描电镜、红外光谱分析技术,对海洋大气环境下暴露不同周期的多层涂层体系的老化过程进行了研究,并采用外观综合评级和电化学交流阻抗(EIS)对涂层的防护性能进行了表征.研究表明:随着暴露时间的延长,涂层老化降解,羰基指数下降,涂层宏、微观缺陷增大.因暴露产生不同程度损伤的涂层,其阻抗谱呈现阶段性变化,提出的等效电路模型...     

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。     

反应等离子喷涂TiN涂层热处理后的电化学腐蚀性能

研究了热处理后TiN涂层在模拟海水中的腐蚀行为,采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、扫描电镜和能谱分析等技术研究了热处理后TiN涂层电化学腐蚀参数及组织的变化。结果表明:热处理后TiN涂层的耐蚀性明显提高,自腐蚀电流仅为热处理前的13.3%,极化电阻约是热处理前的20倍;电化学阻抗谱描绘了热处理后涂层的腐蚀过程及导致涂层腐蚀的主要因素,涂层局部的孔隙腐蚀是引起电化学腐蚀参数变化的主要因素,腐蚀初期孔隙电阻由大变小,后期又会由小变大,从而使涂层的腐蚀速率发生变化;热处理会使涂层的通孔率降低为87%,主要原因是在热处理过程,TiN与大气中的O2发生了氧化反应,生成密度较TiN小的TiO2相和Ti3O相,使涂层中的部分通孔被封闭,耐蚀性得以提高。     

氢氧化钠溶液浓度对Fe-Cr-Mo-C-B非晶合金涂层耐腐蚀性能的影响

利用电化学极化曲线方法、交流阻抗谱(EIS)技术和扫描电子显微镜(SEM)研究了Fe44Cr16Mo16C18B6非晶合金涂层在不同浓度NaOH(质量分数为10%,20%,30%)溶液中的电化学腐蚀行为。电化学测试结果表明,Fe44Cr16Mo16C18B6非晶合金涂层在NaOH溶液中的阳极极化曲线出现了宽的钝化区,并且发生了二次钝化,钝化区随着NaOH溶液浓度的增大而变窄。EIS图谱由高频感抗弧和低频容抗弧构成,利用R(RL)(Q(R(CW)))等效电路模型能有效地解释此合金涂层的腐蚀性能。SEM观察发现,Fe44Cr16Mo16C18B6非晶合金涂层的表面腐蚀产物随着溶液浓度的增加而变厚,并伴有脱落的现象。     

Zn粉含量及表面沾污对环氧富Zn漆电化学行为的影响

采用腐蚀电位、电化学阻抗谱(EIS)评价了Zn粉含量以及涂层／基体界面污染程度对环氧富Zn涂层的防腐蚀性能的影响并探索了富Zn涂层的失效机制。实验结果表明，当涂层中Zn含量较少时，Zn粉没有有效的阻挡作用。通过对可能的阻抗模型的分析，认为富Zn涂层的电化学阻抗谱的低频段是由Zn^2 从金属表面穿过腐蚀产物的扩散控制。涂层／基体界面污染不仅影响了环氧富Zn涂层的防腐蚀性能的发挥，也加速了钢铁基体的腐蚀。     

碳黑掺杂型导电有机涂层的防护机制

 利用碳黑掺杂的方法制备熔融结合环氧(FBE)导电涂层，选用电化学阻抗谱法(EIS)、热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)等手段研究了其在3%NaCl溶液中失效过程及防护机制.结果表明:与相应的含有少量碳黑的绝缘FBE涂层相比,导电FBE涂层体系的防护性能显著提高,这得益于导电涂层中碳黑连续网络增加了腐蚀介质的传输阻力；对涂层保护下金属基材腐蚀形貌的分析均证明了此结论.        

利用电化学阻抗谱研究铜颗粒尺寸对铜/低密度聚乙烯复合材料在模拟宫腔液中腐蚀的影响

用电化学阻抗谱技术(electrochemical impedance spectroscopy,EIS),研究了铜/低密度聚乙烯(Cu/LDPE)复合材料在模拟宫腔液中的腐蚀行为,根据EIS特征建立等效电路模型并进行数据拟合分析,获得了复合材料及其表层对应的界面电化学信息参数,如双电层电容、电荷转移电阻、Warburg阻抗等,通过比较两种材料表层状态随时间的变化,探讨了复合材料中铜颗粒尺寸对复合材料腐蚀的影响.结果表明,纳米复合材料比微米复合材料的腐蚀速率低,且材料表层不易沉积腐蚀产物,更适合作为新型宫内节育器材料.     

结合WBE与EIS技术研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀

目的 研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀行为及涂层整体和局部区域的劣化过程。方法 使用丝束电极（WBE）技术和电化学阻抗谱（EIS）技术研究丝束电极表面的电流密度分布和涂层阻抗谱演化,同时对比分析碳钢区域与铜合金区域涂层的阻抗谱特征。结果 阳极电流峰首先出现在碳钢局部区域,而电流密度较大的阴极电流峰主要集中出现在铜合金区域的边缘。当浸泡至122 h时,铜合金区域的涂层阻抗明显低于碳钢区域的涂层阻抗,且EIS响应出现了Warburg扩散阻抗特征。在浸泡456 h后,单根钢电极发生由阴极向阳极的极性转换。结论 涂层下碳钢与铜合金在海水中发生电偶腐蚀时,铜合金作为阴极被保护,但铜合金区域的涂层在阴极剥离的作用下加速劣化。在涂层劣化过程中,碳钢区域的涂层缺陷处成为腐蚀反应的阳极区,而主要的阴极区位于铜合金的边缘区域,这与溶解氧的“竞争效应”有关。由于涂层发生阴极剥离现象使得基底金属被腐蚀,从而导致涂层下单根钢电极的电流发生由阴极向阳极的极性转换。     

NaCl溶液中包覆铝层的LY12CZ铝合金阳极极化过程EIS特征

用电化学阻抗谱(EIS)研究了LY12CZ铝合金及包覆铝层后LY12CZ铝合金在0.1mol/L NaCl溶液中的腐蚀破坏过程,根据两种条件下铝合金在不同极化电位下的EIS特征.建立与之相应的电化学等效电路模型,并分析了腐蚀机理.研究表明.阳极极化过程中两种条件下铝合金的EIS主要特征类似.Nyquist图均呈现双容抗弧.在点蚀发展过程中,包覆铝层的LY12CZ铝合金的Nyquist图高,低频容抗弧半径增大,主要是因为包铝层与LY12CZ铝合金基体之间残存的氧化膜减缓了腐蚀的发展.     

腐蚀电化学阻抗谱等效电路解析完备性研究

随着使用电化学阻抗谱方法研究腐蚀过程的工作日益增多,腐蚀电化学阻抗谱解析技术逐渐成为腐蚀科学家需要掌握的重要研究工具之一。近年来,电化学阻抗谱方法研究的腐蚀体系越来越复杂,不仅腐蚀环境和金属状态复杂化,且形成于金属表面界面膜层的种类也越来越多,导致简单电化学体系的阻抗谱等效电路解析方法越来越难以满足复杂腐蚀体系解析建模的要求。与动力学解析方法相比,模拟等效电路的解析方法因其简单直观而易于理解,应用范围日益扩展。但其固有的解析过程不严谨、不规范等不足,导致腐蚀过程等效电路模型缺陷增加和学术价值下降。为此,在多年研究腐蚀电化学阻抗谱等效电路解析方法的基础上,本文分析了电化学阻抗谱等效电路解析方法在腐蚀研究中的应用现状,探讨了等效电路方法解析腐蚀过程的优点和不足,以及提高这一解析方法学术价值的必要性和可行途径,以期建立严谨规范的腐蚀电化学阻抗谱等效电路模型解析路线,以适应复杂腐蚀过程的模型化研究需求,为腐蚀科学工作者提供一种高效实用的腐蚀电化学阻抗谱解析工具。     

镍基合金涂层包覆钢腐蚀失效过程的电化学阻抗谱研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在低碳钢表面制备NiCrBSi合金涂层,将包覆样品在真空下进行600℃热处理并保温2h,利用电化学阻抗谱(EIS)研究镍基合金层在3．5％NaCl溶液中的腐蚀失效过程,提出了电极在腐蚀过程中的不同阻抗模型．涂层腐蚀初期为均匀腐蚀,EIS谱中存在明显的电感效应且随着时间的延长逐渐减弱并消失说明了孔蚀诱发的过程,模型为R(QR(RL))．随着腐蚀时间的延长,涂层上出现局部腐蚀,介质通过孔隙腐蚀孔内金属,模型为R(Q(R(QR)))．孔蚀在涂层内的发展后期,因为闭塞电池作用使得介质在孔内的有限长度扩散过程影响显著,模型为R(Q(Ro(QR)))．腐蚀介质渗透通过涂层到达基体后,碳钢发生选择性腐蚀,模型为R(Q(R(QR)))．按照上述模型分阶段对EIS数据进行拟合,获得了各电路参数随时间的变化关系,解释了电化学反应界面的变化特点．     

苯并三唑对碳钢/铜合金电偶腐蚀行为的影响

目的 研究NaCl溶液中苯并三唑(BTA)对碳钢/铜合金电偶腐蚀行为的影响.方法 使用丝束电极(WBE)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究在未添加和添加BTA的NaCl溶液中,丝束电极表面的电位分布、电流密度分布和电化学阻抗谱演化,同时对比分析碳钢区域与铜合金区域的阻抗谱特征.结果 在未添加BTA的条件下浸泡72 h...