新型Zn-22Al-Mg-Re合金涂层性能研究

使用高速电弧喷涂技术在Q420钢基体上制备了新型Zn-22Al-Mg-Re合金涂层,通过SEM,Cu加速乙酸盐雾实验和电化学工作站等手段研究了其微观形貌、结合强度、耐蚀性能,并与纯Zn和Zn-15Al涂层进行了比较。结果表明,Zn-22Al-Mg-Re合金涂层的结合强度高、腐蚀电位低、腐蚀电流小;腐蚀产物较为稳定,呈细小致密的针状,具有良好的自封闭性;合金涂层的阴极保护能力和耐蚀性能均优于纯Zn和Zn-15Al涂层。     

Al含量对Zn-Al合金涂层电化学腐蚀行为的影响

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备出15.9％Al、21.1％Al和30.1％Al(质量分数)3种不同Al含量的Zn-Al涂层,使用扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射仪等先进手段观察了涂层的组织特征,并研究了Al含量对Zn-Al涂层在5％NaCl溶液中的电化学腐蚀行为的影响.结果表明,3种Zn- Al涂层的组织结构无明显差异,都呈现出典型的层状特征,组织致密,孔隙率均低于3％;3种涂层与基体的平均拉伸结合强度都大于11 MPa,而且随着Al含量的增加涂层结合强度略有增加;随着腐蚀时间的延长,Zn- 15.9Al和Zn-21.1Al涂层的自腐蚀电位和腐蚀电流存在波动,而Zn-30.1Al的白腐蚀电位始终正移、腐蚀电流不断降低,耐腐蚀性能更为优异.     

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。     

Zn-Al-Mg-RE涂层与有机涂层协同性的研究

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备Zn-Al-Mg-RE涂层后涂装海洋防腐有机涂层,构建一种新型的长效防腐复合涂层.同时,在Q235钢基体和高速电弧喷涂Al涂层表面涂装该有机涂层作为对比试样,观察了在5wt%NaCl溶液中常温浸泡212天后各体系微观孔隙处腐蚀产物的微观结构,用电化学交流阻抗谱技术研究了微观孔隙形成过程中金属涂层与有机涂层之间的协同性.结果表明,Zn-Al-Mg-RE涂层体系微观孔隙中形成的腐蚀产物微观结构致密;Zn-Al-Mg-RE涂层与该有机涂层具有最好的协同性.     

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。     

Al含量对Zn–Al合金涂层电化学腐蚀行为的影响

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备出15.9%Al、21.1%Al和30.1%Al(质量分数)3种不同Al含量的Zn-Al涂层,使用扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射仪等先进手段观察了涂层的组织特征,并研究了Al含量对Zn-Al涂层在5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为的影响。结果表明,3种Zn-Al涂层的组织结构无明显差异,都呈现出典型的层状特征,组织致密,孔隙率均低于3%;3种涂层与基体的平均拉伸结合强度都大于11MPa,而且随着Al含量的增加涂层结合强度略有增加;随着腐蚀时间的延长,Zn-15.9Al和Zn-21.1Al涂层的自腐蚀电位和腐蚀电流存在波动,而Zn-30.1Al的自腐蚀电位始终正移、腐蚀电流不断降低,耐腐蚀性能更为优异。     

冷喷涂Zn-50Al复合涂层在海水中的耐蚀性能

利用电化学方法和微观测试手段,研究了冷喷涂Zn-50Al涂层在天然海水环境中的耐蚀性能。研究表明,与纯锌、纯铝涂层相比,对于钢基体,锌铝复合涂层具有更加合适的阴极保护电位,可以大大提高防护寿命;海水环境中涂层表面会形成一层致密稳定的腐蚀产物膜,能有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,涂层会保持在一个较低的腐蚀速度。     

海洋工程用钢表面喷涂Zn、Al和Zn-55%Al伪合金涂层的耐蚀性

热喷涂金属涂层是当前海洋环境下钢结构件防腐的首选方法,利用电弧喷涂技术在新型海洋工程结构用钢(Q345B钢)表面制备了Zn-55%Al伪合金热喷涂涂层,并与纯Zn涂层和纯Al涂层的耐蚀性进行了对比。结果表明:纯Zn涂层能提供较好的电化学阴极保护作用,但电化学性能欠佳;纯Al涂层表现出优良的电化学性能,但腐蚀后期产生点蚀;Zn-55%Al伪合金涂层具有更优越的耐蚀性和腐蚀防护性能。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用电弧喷涂方法在低碳钢表面获得高铝含量的Al-Zn-Si-RE涂层。通过测量Al-Zn-Si-RE涂层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱,系统地研究涂层的电化学腐蚀行为。通过将测量电化学阻抗谱拟合成等效电路图,研究涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为。结果表明:Al-Zn-Si-RE涂层与Zn-15Al涂层具有相似的极化行为,阳极极化曲线均无钝化特征,仅呈现出活性溶解,但其腐蚀性能优于Zn-15Al涂层。Al-Zn-Si-RE涂层可以给钢基体提供有效的牺牲阳极保护作用,且牺牲阳极保护作用在涂层腐蚀过程中占主导地位。此外,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱结果表明:在浸泡过程中存在点蚀-溶解-再沉积、活化溶解、阴极保护、腐蚀产物引起的物理屏蔽和涂层失效五个腐蚀阶段。     

不同体系中缺陷大小对有机涂层失效形貌的影响

分别在刷涂于铁基体、Al电弧喷涂层和Zn-Al-Mg-RE电弧喷涂层表面的有机涂层中制备了大小不同的人工缺陷,观察了各体系进行电化学交流阻抗(EIS)测试后有机涂层的失效形貌及缺陷处腐蚀产物的微观结构,并分析了各体系的失效机制.结果表明,对于在铁基体和Al电弧喷涂层表面刷涂有机涂层体系,缺陷尺寸越小,有机涂层失效越严重,主要是因为缺陷大小影响腐蚀产物向腐蚀介质中的扩散造成的;对于在Zn-Al-Mg-RE电弧喷涂层表面刷涂有机涂层的体系,缺陷尺寸大小对有机涂层失效形貌的影响不大,主要是因为在人工孔隙中生成了微观结构致密的腐蚀产物造成的.     

两种电弧喷涂涂层在中性盐雾环境下的耐蚀性能对比研究

采用电弧喷涂技术在EH36钢表面制备了5083铝合金涂层和Zn15Al涂层，结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试和腐蚀失重等方法对比研究了两种涂层在中性盐雾环境下的耐蚀性能。结果表明，随着腐蚀的进行，两种涂层的腐蚀速率均逐渐下降，且5083Al合金涂层的腐蚀速率明显低于Zn15Al涂层。形貌观察结果表明，5083铝合金涂层的腐蚀产物呈致密块状，Cl^-无明显渗入；而Zn15Al涂层的腐蚀产物呈疏松的细针状，盐雾腐蚀10 d后有Cl^-沉积在腐蚀产物层中并逐渐渗入至涂层基体。5083铝合金涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)₃,Zn15Al涂层腐蚀产物主要由Zn(OH)₂和Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O组成。结合溶度积常数Ksp和过饱和度的理论计算，Al(OH)₃沉积所需Al³⁺浓度更低、沉积速度更快，因此5083铝合金涂层更倾向于形成致密的腐蚀产物层...     

铝硅涂层在1050℃下含氯硫酸盐中的热腐蚀行为

采用涂盐法研究了铝硅涂层在1050℃下含氯硫酸盐(75%Na_2SO_4+25%NaCl)中的热腐蚀行为,并与其在相同温度下混合硫酸盐中的热腐蚀行为进行对比,同时讨论了其热腐蚀机理。结果表明:铝硅涂层在1050℃下含氯硫酸盐中的热腐蚀较其在混合硫酸盐中更加严重;其在整个热腐蚀的过程中,不仅没能形成致密的保护性氧化膜,而且还发生了熔盐对涂层表面直接的化学腐蚀;此外,在热腐蚀前60 h涂层的质量一直在减小。分析认为,含氯硫酸盐中氯离子的存在,不仅加速了氧化铝膜的溶解进而诱发了化学腐蚀,而且所生成的氯气与Al反应生成挥发性的AlCl_x,造成了涂层在含氯硫酸盐中热腐蚀行为既不符合一般的氧化腐蚀规律,也不同于其在混合硫酸盐中的热腐蚀行为。     

一种用于研究腐蚀环境中Zn-Al-Mg-RE涂层自封闭特性的新方法

采用自主研发的装置结合离子色谱仪研究了Zn-Al-Mg-RE涂层的自封闭特性,同时通过SEM观察了该涂层腐蚀前后表面腐蚀产物的微观形貌.结果表明:随着腐蚀时间的增加,单位时间氯离子渗透通过Zn-Al-Mg-RE涂层的量不断地降低,超过504 h后,单位时间氯离子渗透通过该涂层的量几乎为零;此时涂层表面被非常致密的腐蚀产物所覆盖.由此说明本文的研究方法能够更直观的证明Zn-Al-Mg-RE金属涂层具有自封闭特性.     

电弧喷涂Zn和Al涂层在含SRB海水中的腐蚀行为与机理

利用电弧喷涂技术在Q235钢基体上分别制备了Zn、Al涂层,研究涂层在含硫酸盐还原菌(SRB)海水中的腐蚀行为与机理。采用EIS、PC等电化学方法研究Zn、Al涂层在SRB一个生长周期内的腐蚀电化学行为,采用SEM和EDS对浸泡15 d后的涂层表面微观形貌和化学成分进行分析。EIS和PC结果表明,Zn、Al涂层在含SRB海水中的腐蚀速率均表现出先增大后减小的趋势,在整个实验过程中,Zn涂层的腐蚀速率一直大于Al涂层;SEM分析表明,浸泡结束后,Zn涂层表面覆盖了一层由微生物(SRB)和腐蚀产物共同组成的混合膜层,而铝涂层表面的覆盖层主要为生物膜,腐蚀产物较少。EDS结果显示,Zn涂层表面的S元素含量远高于Al涂层,说明SRB的代谢活动对Zn涂层的影响相对较大。     

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。     

热喷涂Zn-15%Al合金的耐蚀性研究

研究了钢铁表面热喷涂锌、铝及锌铝合金涂层在长江水和自来水中的耐蚀性能，同时还对铝的点蚀电位和锌、铝及锌铝合金在长江水和自来水中的极化曲线进行了测定。结果表明：不论是在长江水还是自来水条件下，喷Al涂层极易产生点蚀；喷Zn的腐蚀率较高，不经济；而喷Zn-15%Al合金涂层电极电位最低且腐蚀率低，作为牺牲阳极来保护钢铁材料比Zn和Al有更大的优势。     

锆合金表面涂层耐高温高压动水腐蚀性能的研究

目的 提高锆合金在高温高压环境中耐动水腐蚀性能。方法 利用多弧离子镀技术（MAIP）在Zr-4合金表面分别制备了Al2O3涂层和Cr/TiAlN复合涂层,利用磁控溅射技术（MS）在Zr-4合金表面制备了TiN涂层。通过堆外高压釜实验,对比研究了三种不同涂层的耐高温高压动水腐蚀性能,利用自动划痕仪检测膜基结合力,利用XRD分析涂层的物相成分,利用SEM观察涂层腐蚀前后的微观形貌,利用EDS对涂层元素种类与含量进行分析。结果 多弧离子镀技术制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层致密度较高,但表面存在少量大颗粒与微孔洞;磁控溅射技术制备的TiN涂层均匀平整,表面大颗粒较少。Al2O3涂层、TiN涂层和Cr/TiAlN涂层可承受的临界载荷分别为26、16、26.5 N。在实验条件下,Cr/TiAlN涂层和TiN涂层表面均发生了剥落或腐蚀现象,且这两种试样表面均检测出大量的ZrO2,而Al2O3涂层几乎未被破坏,基体得到了充分防护。结论 利用多弧离子镀技术在Zr-4合金表面制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层的膜基结合力较高,利用磁控溅射技术制备的TiN涂层的膜基结合性能较差,其中Al2O3涂层具备良好的耐腐蚀性能,在高温高压动水腐蚀环境中能够有效地保护锆合金基体。     

Q235上电弧喷涂Zn55Al涂层在3.5wt%溶液中的腐蚀行为研究

本文使用电弧喷涂通过包套挤压+拉拔的方法制备的Zn55Al伪合金丝材成功的在Q235钢上喷涂出了Zn55Al涂层。通过扫描电镜和微区XRD研究了Zn55Al 伪合金丝材的显微结构。通过浸泡腐蚀实验和电化学方法研究了Zn55Al涂层、Zn15Al涂层和 Al涂层的腐蚀行为,并对比了三种涂层之间的差异。结果表明Zn55Al伪合金丝材由纯锌和纯铝组成,在整个成型过程中没有产生合金化。Zn55Al涂层由层片状的富锌相和富铝相组成。经过20天的浸泡实验,Zn55Al涂层形成了一层致密的钝化膜,比其他两种涂层有更好的耐腐蚀性。Zn55Al涂层的自腐蚀电位大约是-1.25v,高于Zn15Al涂层低于纯Al涂层和Q235基体.电偶腐蚀实验表明,Zn55Al涂层比Zn15Al涂层具有更好的点虎穴保护作用。这些结果说明Zn55Al涂层具有更好的耐腐蚀性和可以给Q235基体提供更强的电化学保护.本文也讨论了Zn55Al涂层的的腐蚀机理。     

等离子喷涂YSZ热障涂层的热腐蚀行为研究

为了研究YSZ热障涂层在热腐蚀环境下的服役情况,采用等离子喷涂工艺在K38高温合金基体上分别制备了Y2O3稳定的ZrO3（YSZ）热障涂层和MgO稳定的ZrO2热障涂层（MSZ）,利用热重分析、X-射线衍射和带能谱的扫描电镜等手段,研究分析了这2种涂层在850℃含氯硫酸盐膜下的热腐蚀行为。结果表明：MSZ涂层在850℃热腐蚀时发生了相变,引起陶瓷外层开裂和剥落,影响了涂层的抗高温性能和使用寿命;而YSZ涂层在850℃腐蚀后没有相变发生,表现出了比MSZ涂层更佳的抗热腐蚀性能。     

渗铝改性离子镀NiCrAIY涂层的高温热腐蚀行为

为了进一步改善离子镀NiCrAIY涂层的抗热腐蚀性能,采用粉末包埋法在离子镀NiCrAIY涂层表面上进行渗铝,研究了涂层渗铝前后在850℃含氯硫酸盐膜下的热腐蚀行为。结果表明：在25 % NaCl +75 010 Na2 S04熔盐中850℃热腐蚀40h时,未渗铝的NiCrAIY涂层生成的是外层以Cr2 03为主的氧化膜,渗铝后的NiCrAIY涂层仅生成一层Al2 03膜;未渗铝的NiCrAIY涂层在腐蚀50h后失去保护作用,而渗铝涂层在腐蚀lOOh后表面仍形成以Al2 03为主的保护膜。因此,渗铝处理可以明显提高原涂层的抗热腐蚀性能。