深海交变压力对水在环氧涂层中传输行为的影响

目的深入了解有机涂层在深海交变压力环境下的失效机制,为涂层服役寿命的预测提供指导。方法利用增重法和电化学阻抗测量技术,研究常压和深海交变压力条件下水在环氧涂层中的传输行为,计算不同环境下水的扩散系数,并分析交变压力对水在涂层中吸水动力学的影响。结果交变压力加速了水在涂层中的传输过程,使其扩散机制由常压下的理想Fick扩散行为变为非Fick扩散,延长了饱和时间,增大了涂层饱和吸水率。微观形貌观测发现,涂层内部填料/基料界面产生了大量裂痕,是导致水在涂层中扩散机制发生改变的主要原因。结论交变压力通过压力对水的推动作用及对涂层结构的破坏,加速了水在涂层中的传输。     

水、氯离子在丙烯酸聚氨酯涂层中的扩散传输行为

采用渗水率测试技术、渗氯离子浓度测试方法及交流阻抗测试技术研究了水、氯离子在丙烯酸聚氨酯涂层中的扩散传输行为.结果表明:在渗透初期,水在涂层中的传输符合Fick扩散定律,之后涂层渗水量达到饱和,随涂膜厚度的增加,涂层渗水量达到饱和的时间相对延长,饱和渗水量随膜厚的增加而降低;Cl-在涂层中的扩散在起始阶段呈一定值,达到某一临界点后(漆膜结构发生变化),透过涂层的Cl-的量突然呈线性增加,由直线斜率可求得氯离子在涂层中的扩散系数,随涂膜厚度的增加,溶液中Cl-浓度保持平衡的时间相对延长,涂层的平衡透氯离子浓度降低,Cl-在涂层中的扩散系数也随膜厚的增加而降低;采用EIS技术,据涂层、膜下金属阻抗及电容的变化及体系第二个时间常数出现的时间,可研究电解质溶液在涂层中的扩散渗透及膜下金属的腐蚀情况.     

模拟流动海水条件下无溶剂环氧防腐涂层的失效行为

在60 ℃实验条件下以3种无溶剂环氧防腐涂层为研究对象,利用称重法研究了在不同流速3.5%NaCl溶液中水在涂层中的扩散行为,采用开路电位法 (OCP) 和电化学阻抗谱技术 (EIS) 研究了不同流速下涂层的失效行为。结果表明,胺类固化粉末涂层和酚醛固化粉末涂层在实验流速范围内、酚醛胺固化液体涂层在较低流速范围内,水在涂层中的扩散符合Fick II模型,而酚醛胺固化液体涂层在4 m/s高流速下水在涂层中的扩散偏离Fick II模型;随着流体流速增加,涂层的饱和吸水量增加,水在涂层中的扩散系数变大;实验流速范围内3种无溶剂涂层失效过程分为3个阶段;流体流速明显加速了酚醛固化粉末涂层和酚醛胺固化液体涂层的劣化,对胺类固化粉末涂层失效影响不明显。     

水在有机涂层中的传输——Ⅱ复杂的实际传输过程

H2O在有机涂层中的传输是一个复杂的物理、化学过程。在实际情况下，涂层中的组元（成膜物质、固化剂等）与吸收水间会发生相互作用，导致涂层结构发生变化；同时使这部分水的存在形式也发生变化，最终导致水在其中的传输特性发生改变，H2O的传输不再是理想的Fick扩散过程。介绍在实际吸水过程中，涂层中水传输的特性及其影响因素。     

酸溶液在纳米蒙脱土改性EA光固化涂料中的渗透行为

采用静态浸泡法得到了漆膜增重-时间曲线,研究了酸溶液在纳米蒙脱土(nano-MMT)改性光固化涂层中的渗透行为.结果表明:浸泡初期,介质在涂层中的传输行为符合Fick扩散定律,之后涂层吸收量达到饱和,由计算公式可求得渗透介质在涂层中的扩散系数;添加nano-MMT、增加WEA:WAD的比例和提高交联密度可以减小渗透介质的扩散系数,提高涂层的抗介质渗透性能.     

水汽在涂层中的扩散传输行为

利用石英晶体微天平(QCM)为主要手段研究了水汽在醇酸清漆和聚氨酯清漆涂层中的扩散传输行为.水汽在上述涂层中的扩散符合Fick第二扩散定律.计算出了扩散系数D.用傅利叶变换红外光谱仪(FTIR)测定表明吸水前后涂层分子结构发生了变化.证明水分子和涂层分子发生了化学反应.     

一种环氧粉末涂层的吸水性研究

利用称重法对一种环氧粉末涂层在不同溶液种类(NaCl,KCl,CaCl2和蒸馏水),不同温度(20,40,60和80℃),不同浓度NaCl溶液中的吸水性进行了研究。结果表明,水在环氧粉末涂层中的扩散基本符合Fick第二定律,饱和吸水量和水在涂层中的扩散系数与溶液温度和水活性有关,并计算得到不同溶液中水在环氧粉末涂层自由膜中扩散的活化能;涂层浸泡过程中填料会有溶出,不同溶液溶出行为不一致;一次结合水和二次结合水含量随温度的升高而增大;80℃蒸馏水中涂层结构发生松弛导致吸水量不断增加。     

聚酰亚胺封装涂层中水的传输行为以及涂层对水阻滞能力的劣化机制研究

目的 揭示可植入电子器件(IEDs)封装用聚酰亚胺材料中水的传输行为及阻滞性能劣化机制,为寻求该封装材料的阻滞性能和寿命的评价方法、提高IEDs的保护能力提供基础试验数据和理论参考.方法 选择模拟体液为研究介质,采用称重试验、电化学阻抗谱(EIS)、形貌表征和孔隙率测定等技术手段,研究水在聚酰亚胺涂层中的传输行为及涂层阻滞性能的劣化机制,同时探讨生物大分子对涂层中水传输行为的影响.结果 涂层中水的传输行为包括4个阶段:第一阶段为水在涂层表面的润湿过程,此阶段吸水率在短时间内迅速增加;第二阶段为Fick扩散阶段,此阶段水的扩散系数仅为5.6×10–15 cm/s;第三阶段,吸水率突增,此阶段有结合水形成;第四阶段,吸水达到饱和,水以自由水和结合水两种状态存在.涂层阻滞性能劣化是由于涂层在基体上的附着力较小,仅为1.78 MPa,当水等侵蚀性粒子进入涂层时,会导致涂层起泡,阻滞性能劣化.此外,由于涂层平均孔径小于体液中生物大分子的尺寸,吸附在涂层表面的大分子对水在涂层中的传输起到阻滞作用.结论 聚酰亚胺涂层中水的传输速度较慢,而且体液中的大分子会进一步阻止水的进入,故聚酰亚胺是较为理想的体内封装材料,通过提升涂层与基体的结合力,可以提高涂层的使役寿命.     

水和氯离子在纳米蒙脱土改性光固化涂层中的传输行为

采用静态浸泡法绘制了漆膜增重-时间曲线,考察了纳米蒙脱土(nano-MMT)改性紫外光固化涂层的吸水性,分析了纳米蒙脱土用量、环氧丙烯酸酯(EA)与合成活性稀释剂(AD)比例、光固化涂层的固化程度与介质传输行为的关系。结果表明:在浸泡初期,NaCl溶液在涂层中的传输行为符合Fick扩散定律,之后涂层吸水量达到饱和,由计算公式可求得渗透介质在涂层中的扩散系数。同时,涂层的固化程度越高、WEA:WAD越大,涂层的抗介质渗透性能越好。     

铝合金表面环氧涂层中水传输行为的电化学阻抗谱研究

研究了LYl2铝合金／环氧涂层电极在不同浓度Nacl溶液中的电化学阻抗谱(EIs)，提出了涂层电极在浸泡过程中的不同阻抗模型．通过涂层电容值的变化得出环氧涂层在NaCl溶液中浸泡初期主要发生Fick扩散，中后期发生非Fick扩散．Cl-离子的存在使水的扩散系数增大，但却抑制了水与涂层组元间的相互作用，从而抑制了水的非Fick扩散过程．阻抗参数解析表明，金属／溶液界面的电化学反应阻抗主要决定于涂层中的吸水过程，后者直接决定基体／溶液界面的电化学反应面积．     

Study of the failure mechanism of an epoxy coating system under high hydrostatic pressure

The failure mechanisms of an epoxy varnish coating and an epoxy glass flake coating were investigated under ordinary pressure (1 atm) and high hydrostatic pressure (35 atm), from electrochemical behavior, water absorption, wet adhesion and mechanical characteristics. The results revealed that mechanical properties were more favorable under 35 atm, but pressure changed the electrochemical behavior and deteriorated coating protectiveness by accelerating water absorption, increasing diffusion coefficient and changing diffusion type. More importantly, loss of wet adhesion, induced by blisters and corrosion products on interface, became the main reason for coating failure and thus the key factor controlling coating lifetime.     

静水压力下Q235钢环氧涂层在3.5%NaCl溶液中的失效过程

利用电化学阻抗谱（EIS）研究了一种适用于深海环境的重防护环氧涂料在3.5%NaCl溶液中常压以及3.5 MPa下的破坏机制,探讨了静水压力对涂< 层失效过程的影响。结果表明,静水压力加速了电解质溶液在涂层中的渗透,对涂层的失效过程有着明显的影响。与常压下相比,静水压力下涂层电阻更小,涂层的失效过程更快;涂层/金属界面的电荷转移电阻更小,界面处金属腐蚀反应更快,涂层下金属基体更容易发生腐蚀,涂层的防护性能变差。     

静水压力对Fe-20Cr合金点蚀行为的影响

基于统计学方法和随机理论,利用动电位极化曲线和恒电位测试技术研究静水压力对Fe-20Cr合金点蚀行为的影响。随着静水压力的增加, Fe-20Cr合金的击破电位降低,维钝电流密度减小,耐蚀性能变差。静水压力对Fe-20Cr合金点蚀产生和点蚀生长的研究表明：高的静水压力下,亚稳态点蚀发生的频率加快且向稳态点蚀发展的倾向增大,从而导致点蚀的产生速度加快,点蚀的孕育期缩短,但点蚀的产生机制并没有发生改变;静水压力的增加增大了点蚀的生长概率,高压下产生的点蚀更容易成长为大的腐蚀坑。     

纳米SiO2改性环氧涂层的防腐性能

用电化学阻抗谱法(EIS)研究纳米SiO2改性环氧涂层在3.5%NaCl(质量分数)水溶液中的腐蚀规律,结合电容法和重量法分析改性涂层的吸水行为.结果表明,添加纳米SiO2可明显改善涂层的防腐性能,添加质量分数为2%时防腐性能最好.H2O在不同PVC(pigment volume concentration)环氧涂层中传输的起始阶段满足Fick第二扩散定律.纳米SiO2虽可与环氧树脂发生物理化学键合,填充涂层孔隙,但超过临界添加量时纳米粒子团聚作用又使涂层缺陷增多,防腐性能降低.     

Effect of Deep Sea Pressures on the Corrosion Behavior of X65 Steel in the Artificial Seawater

The corrosion behaviors of X65 steel in the artificial seawater at different hydrostatic pressures are investigated by potentiodynamic polarization measurements, electrochemical impedance spectroscopy measurements and weight loss measurements.The corroded morphologies and the corrosion products are also investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis and Raman analysis.The results show that the corrosion current increases as the hydrostatic pressure increases.The charge transfer resistance decreases as the hydrostatic pressure increases.The corrosion products are mainly composed of γ-FeOOH and Fe_3O_4 at the atmospheric pressure, while the main components are γ-FeOOH, Fe_3O_4, and γ-Fe_2O_3 at the high pressure.The hydrostatic pressure accelerates the corrosion of X65 steel due to its effect on the chemical and physical properties of corrosion products, including the promoted reduction of γ-FeOOH and the wider and deeper cracks on the corrosion products layer.