有机涂层在模拟深海环境中电化学行为研究

    采用压力釜模拟深海环境、结合电化学交流阻抗技术研究了Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5%NaCl水溶液中的电化学行为.结果表明,相同厚度的有机涂层在3MPa压力条件下的阻抗和电化学反应阻抗较常压下小一个数量级以上,而涂层电容却大很多.涂层特征频率表明,在3MPa压力条件下的特征频率较常压下的高很多,表明涂层在压力作用下缺陷率高于常压条件,压力加速了有机涂层的失效.     

交变压力对无溶剂环氧涂层在模拟超深海环境下的电化学行为

通过EIS和LEIS对环氧粉末涂层和无溶剂环氧液体涂层分别在模拟超深海环境中0.1～20和0.1～30 MPa交变压力腐蚀环境下浸泡480 h的失效行为进行了研究,分析了超深海交变压力对涂层耐腐蚀性能的影响,并利用SEM观察了浸泡后涂层/Q345钢界面的表面形貌。研究表明,两种涂层在0.1～30 MPa交变压力作用下涂层的失效过程较为明显,环氧粉末涂层在0.1～30和0.1～20 MPa交变压力浸泡480 h后涂层阻抗值分别下降了2个和1个数量级,无溶剂环氧液体涂层在同样环境下浸泡后阻抗值分别下降了3个和2个数量级,说明了环氧粉末涂层在交变压力条件下对Q345的保护性能更优,阻绝离子渗透能力更强。从LEIS结果分析出在较高交变压力下,涂层微观局部腐蚀扩散速率更快。     

在模拟深海高压环境中人工破损涂层的电化学阻抗谱响应特征

在深海环境中,海水的压力、温度和含氧量等因素会影响有机涂层的使用寿命.本文研究模拟深海环境对涂层带有人工破损时,涂覆以改性厚浆环氧防锈涂层的907A钢试样在天然海水中的电化学阻抗谱响应特征和涂层耐蚀性能变化.结果表明,在相同破损率和相同浸泡时间条件下,与常压下试样相比,处于2.5 MPa的压力下试样的阻抗幅值显著变小,而且随浸泡时间延长,试样的涂层电容呈增加趋势,极化电阻不断减小,证实了海水压力加速了涂层的失效过程.同时表明,在模拟深海环境中运用电化学交流阻抗对研究有机涂层失效过程是可行的.     

铝合金防护涂层老化动力学研究

在紫外/盐雾加速综合环境条件下,研究了铝合金试样上聚酰胺清漆老化过程。采用环境扫描电子显微镜观察了防护涂层表面形貌的变化,采用电化学阻抗(EIS)分析了涂层的老化过程,同时还测量了光泽度、颜色、表面电阻和体积电阻在涂层老化过程中的变化。结果表明：在涂层老化过程中,涂层孔隙率增加,而体积电阻、表面电阻则降低, EIS给出了在涂层老化的不同阶段的特征。采用光泽度、颜色、表面电阻和体积电阻以及电化学阻抗数据作为性能参数,建立了涂层老化动力学方程,并给出了涂层失效判据,并对涂层老化动力学的参数进行了讨论,认为采用体积电阻或低频阻抗模值作为性能参数描述涂层老化动力学过程更为合理。     

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。     

高静水压力对水在环氧涂层中传输行为的影响

利用传统增重法和电化学阻抗测量技术研究了常压和深海高静水压力条件下水在环氧涂层中的传输行为。计算出了不同环境下水的扩散系数,并分析了静水压力对水在涂层中吸水动力学的影响。结果表明,高静水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S吸收型的非理想Fick扩散行为;扩散动力学参数,包括扩散速度、饱和时间和饱和吸水率均发生了明显变化;与涂层阻滞性能密切相关的涂层电容、涂层电阻和特征频率等参数随浸泡时间的变化在高压下也更为显著,涂层提前发生失效。     

电化学阻抗谱对比研究连续浸泡和干湿循环条件下有机涂层的劣化过程

用电化学阻抗谱（EIS）技术对比研究浸泡在3.5%NaCl溶液中的碳钢表面有机涂层在连续浸泡和干湿循环条件下的劣化过程。结果表明,连续浸泡和干湿循环条件下的涂层劣化过程均可分为三个主要阶段：涂层渗水阶段、基底金属腐蚀发生阶段和基底金属腐蚀发展与涂层失效阶段。和连续浸泡过程相比,干湿循环加速了整个涂层的劣化过程,使涂层进...     

SOM人工神经网络与阻抗谱方法结合研究涂层的失效过程

    分析了干湿循环条件下有机涂层的电化学阻抗谱特征后选取了阻抗变化率参数作为一维自组织特征映射(self-organizing feature map,SOM)神经网络的训练样本,每个样本对输出层神经元都会产生一定的激发水平,根据该神经网络的特性,输出神经元激发水平的变化趋势便可以反映涂层的降解过程.结合涂层阻抗谱的变化特征,可以把干湿循环条件下涂层的失效过程分为三个阶段,即介质渗入涂层过程,介质到达金属表面诱发金属腐蚀过程和腐蚀扩展涂层剥离过程.     

有机涂层在深海环境中的失效行为研究

用电化学阻抗测量和浸泡实验在高压釜中模拟300m(3.0 MPa)深海环境研究Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5%NaCl溶液中的失效行为,并与常压环境中涂层的失效行为对比分析.结果表明:压力加速了涂层的破坏,高压和常压环境中涂层的失效行为不同,压力环境中涂层失效表现为起泡,涂层下的金属未发生腐蚀,常压环境中涂层的失效表现为涂层下金属的腐蚀,而涂层未发生起泡.     

304不锈钢双极板表面TiN涂层的腐蚀和导电行为研究

采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面沉积Ti N涂层,研究其在燃料电池环境中的腐蚀和导电性能。采用XRD和SEM对涂层组织结构和微观形貌进行了表征,通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱技术比较了涂层与基体在模拟电池环境中(0.3 mol/L H_2SO_4+2 mg/L HF)的耐蚀性,并测定了接触电阻。结果表明:涂层的自腐蚀电位显著高于基体的,且腐蚀电流密度下降近1个数量级,这与所制备厚约20μm涂层的均匀致密性有关。在360 h浸泡过程中,涂层的开路电位显著高于基体,稳定性良好,虽阻抗随时间有所降低,但仍维持较高值,涂层能够对基体提供有效保护。在138 N·cm-2压力下,Ti N涂层的接触电阻为50 mΩ·cm-2,低于基体的,表现出更优越的导电性能。     

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。     

用电化学阻抗谱(EIS)研究环氧树脂涂层的防腐蚀性能

测试了环氧树脂/钢体系在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱,并结合激光拉曼光谱测量和扫描电镜观察,系统地研究了有机涂层/金属体系性能与失效过程。重点在于涂层内部腐蚀性介质的传输以及涂层/金属界面发生的变化。结果表明:浸泡初期阻抗减小,中期阻抗增大,后期阻抗又减小,这与界面处生成的腐蚀产物膜有关。随着涂层在电解质溶液中浸泡时间的延长,涂层中Cl-浓度增加,破坏了界面处的腐蚀产物膜。     

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.     

Electrochemical methods study on corrosion of 5% Al–Zn alloy‐coated steel under thin electrolyte layers

The corrosion behavior of a 5% Al–Zn alloy (GF) coated steel was investigated under cyclic wet–dry condition using electrochemical techniques. The wet–dry cycle was conducted by exposure to alternate condition of 1 h immersion in seawater and 7 h drying at ambient temperature. The polarization resistance, R_p of the coating was monitored during the wet–dry cycles by two points AC impedance method and the corrosion potential, E_corr was measured only when the coating was immersed in seawater. Simultaneously, the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of the coating was obtained after it was immersed in different cycles of wet–dry condition. The results obtained by two points AC impedance method had good agreement with those achieved from EIS technique, which proved that the two points AC impedance method was correct and an effective method for atmospheric corrosion study. The monitoring results indicated that the corrosion rate of GF coating firstly increased, then decreased slowly with time, and at last reached a relative steady state with local corrosion under the cyclic wet–dry alternate condition.     

Preparation and characterisation of acrylic–polyurethane-based waterborne anticorrosion coating on galvanised steel

Four water-based organic composite coating solutions were prepared and applied on galvanised sheet samples producing a transparent film of about 5-µm thickness. Their corrosion performances were examined by Tafel polarisation, EIS, salt spray and cyclic corrosion tests. The primary coating formulation contained an acrylic emulsion and polyurethane dispersion mixture together with additives. The corrosion resistance properties of the primary formulation were enhanced by adding nano-ZnO particles, and further improved by adding corrosion inhibitors such as zinc phosphate and sodium phosphate. The final formulation on galvanised samples showed 720?h of salt spray resistance and 90 cycles of cyclic corrosion resistance, SAE J2334. The Tafel and EIS studies indicate that the coating possesses barrier protection properties. The electrolyte penetrates through the coating within 24?h but progress of corrosion depends upon the coating adhesion and its compactness, that is improved significantly by adding nano-ZnO and corrosion inhibitor to the coating formulation.     

防锈颜料三聚磷酸铝作用机理的EIS研究

利用电化学阻抗技术研究了含有活性防锈颜料三聚磷酸铝的环氧涂层的耐蚀性。当涂层中加入２０％的三聚磷酸铝时，涂层的耐蚀性能最好，并以此为代表探讨了含有活性防锈颜料的有机涂层的作用机理。     

析氢对钢表面涂层缺陷破坏过程的交流阻抗谱特征

研究了在过保护电位作用下钢表面析氢作用对改性沥青涂层缺陷的破坏;并根据析氢电流变化,将破坏过程分为三阶段,研究了每阶段表面阻抗谱特征.结果表明,当析氢电流明显增大,相应阻抗图出现双容抗弧时,缺陷周围开始形成微观剥离;在-1.20 V、-1.37 V 和-3.07 V(均为CSE)电位作用下,双容抗弧出现时间分别为：55天未发现、8天和0.5天;对-3.07 V下、30天的涂层缺陷观察证实了宏观剥离行为的存在.     

老化温度对涂层性能的影响

利用电化学阻抗(EIS)技术研究了含有锌铬黄防锈颜 料的环氧树脂涂层的耐蚀性能.研究发现，在老化时间一定的情况下(672小时)，老化温度越 高，涂层的耐蚀性能越差，但比不进行老化的涂层耐蚀性能好.并且该技术可以用来研究涂 层的老化.