Al-Ti-Si-RE涂层在模拟深海压力下的耐蚀机理

通过电化学测试技术与微观分析等手段研究了高速电弧喷涂Al-Ti-Si-RE涂层在模拟深海压力下的耐蚀机理。结果表明:Al-Ti-Si-RE涂层在静水压力条件下具有良好的耐蚀性能。电化学分析表明,在3 MPa浸泡480 h后动电位极化曲线阳极区上出现了1个类似钝化区间的"平台",主要是由于腐蚀产物阻塞腐蚀通道的原因;电化学阻抗谱(EIS)分析则表明,在高压下涂层Al钝化膜在浸泡6 h左右后已溶解,12 h后逐步趋于稳定,300~480 h区间几乎无变化;电化学噪声(EN)测试对比了涂层在常压和高压条件下0~64 ks的腐蚀情况,定量描述了涂层"钝化膜溶解-腐蚀产物快速形成-进入稳定阶段"的腐蚀过程。最后通过微观形貌观察和XRD等测试手段分析,Al-Ti-Si-RE涂层中的富Ti相(主要成分为TiAl、TiAl3等金属间化合物)具有良好的耐蚀特性,且呈现为多孔结构,Al在高压下快速腐蚀溶解填充富Ti相"骨架"孔隙,形成的涂层表面致密,其结构能够有效阻塞腐蚀通道,抑制腐蚀进行。     

钛铝伪合金涂层在模拟深海压力下的腐蚀行为

通过电化学测试和微观组织分析等方法,研究了钛铝双丝高速电弧喷涂伪合金涂层在模拟深海压力条件下的腐蚀行为。结果表明:钛铝伪合金涂层在6 MPa高压静水条件下仍保持了较好的耐蚀性能,主要是由于涂层中富Ti相基本未被腐蚀,在涂层结构中起到了支撑骨架的作用,富Al相则起到了牺牲阳极保护的作用。同时腐蚀产物有效地填充了富Ti相的"骨架"结构,使之形成具有高度"自封闭"效果的涂层,强化了涂层的耐蚀效果。     

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。     

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.     

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...     

金属喷涂、堆焊与修复——金属喷涂工艺与设备

再制造电弧喷涂成形层的残余应力分析;铝合金表面电弧喷涂铝涂层工艺与性能;碳钢热喷涂渗铝互扩散系数计算;电弧喷涂法制备高耐蚀合金涂层及其性能研究;高速电弧喷涂硼化物金属复合陶瓷工艺参数优化试验研究     

镁合金表面电弧喷涂铝涂层在氯离子中的腐蚀行为

采用电弧喷涂技术在镁合金AZ91基材表面制备铝涂层.通过5(质量分数,%)NaCl溶液浸泡试验和盐雾试验,考察了镁合金表面铝涂层在氯离子中的耐蚀性能及其腐蚀行为.利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析技术对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究.结果表明,封孔处理后的试样耐蚀性能有较大提高,未封孔的涂层试样腐蚀比原始镁合金更严重.     

Zn-Al-Mg-RE涂层自封闭特性在复合涂层中的作用机制

通过铜加速醋酸盐雾腐蚀试验,研究了自封闭特性在Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂层与舰船涂料结合成防腐复合涂层中的作用.经过480h的试验,在基体上直接涂装涂料的试样表面的划痕里充满了铁锈,而中间喷有高速电弧喷涂层的试样表面划痕里只有少量的白锈.这说明在腐蚀环境中,Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂层表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物堵塞,生成的腐蚀产物非常致密,能够阻止缺陷处继续被腐蚀.从试验结果可知在复合涂层体系中,高速电弧喷涂层的自封闭特性起到了积极的作用.     

原位微锻造冷喷涂制备高致密铝基涂层及耐腐蚀性能

目的提出一种基于原位微锻造冷喷涂制备高致密度金属沉积体的新方法,旨在为镁合金腐蚀防护提供一种低成本的涂层制备方法。方法通过在Al喷涂粉末中混入20%～60%(体积分数)的大粒径喷丸颗粒,借助其在喷涂过程中对已沉积Al涂层的原位微锻造效应,实现Al涂层制备中的实时致密化,研究了原位微锻造强度对涂层显微组织及耐腐蚀性能的影响规律。采用SEM分析了涂层的显微结构,采用电化学测试及长期浸泡试验测试了涂层的耐腐蚀性能。结果随着微锻造强度的提高,金属沉积体的致密度逐渐增加,当混合粉末中的喷丸颗粒含量高于40%时,可获得孔隙率低于0.3%的高致密度Al涂层。电化学测试及长达1000 h的Na Cl溶液浸泡腐蚀结果显示,高致密度Al涂层包覆后的镁合金表现出与冶金块材铝相当的耐腐蚀性能,比无保护镁合金腐蚀速率降低两个数量级以上;在1000h的盐雾腐蚀后,涂层与基材界面无腐蚀产物生成,表明涂层可完全对腐蚀介质进行物理隔绝。同时,致密铝涂层表面形成了微米级的钝化膜,可进一步提高耐腐蚀性能。结论通过原位微锻造辅助冷喷涂技术,可在较低的气体温度和气体压力条件下在镁合金表面获得完全致密的Al腐蚀防护涂层。该技术还有望用于诸如高导热、高导电涂层的制备,金属构件修复及增材制造等其他对金属沉积体有致密度要求的领域。     

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。     

热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的 为详细研究热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下的腐蚀行为及作用机理,同时为热浸镀Zn-Al-Mg镀层在湿热海洋大气环境中服役提供数据参考。方法 采用腐蚀失重、XRD、SEM、电化学等测试方法对热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境下的腐蚀行为进行研究。结果 腐蚀产物主要由Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O组成,腐蚀一段时间后,发现少量ZnO、Zn₅(OH)₆CO₃,腐蚀产物具有与锌腐蚀类似的层状结构,1 848 h呈“三明治”型,相比于上下两层暗色物质,中层亮色腐蚀产物富集更多的Cl元素。热浸镀Zn-Al-Mg镀层腐蚀速率大体随时间延长呈上升趋势,只在672～840 h腐蚀速率下降,对比镀锌在模拟环境和锌在湿热大气环境中的腐蚀,热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气中表现出较好的耐蚀性。结论热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下腐蚀产物演变与腐蚀过程中Mg的参与有关。腐蚀672～840h阶段腐蚀速率...     

热镀锌层在模拟沿海工业大气环境中的腐蚀行为

通过无浸润式干湿交替循环加速腐蚀试验模拟热镀锌层在沿海工业大气环境中的腐蚀过程. 采用腐蚀失重和动态极化曲线,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和极化曲线分别对腐蚀24,48,96,192,336和672 h的热浸镀锌钢试样进行测试分析. 结果表明,镀锌层的腐蚀动力学变化规律符合经验公式D=Btn,腐蚀速率随时间延长先减小后增大. 腐蚀产物在96 h前均匀致密,腐蚀过程受阴极扩散过程控制,96 h后腐蚀过程受阳极过程控制. 含Cl元素的腐蚀产物NaZn4SO4Cl(OH)6·6H2O和Zn12(OH)15Cl3(SO4)3·5H2O对镀锌层的保护作用比初期产物Zn5(CO3)2(OH)6等保护作用差.     

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。     

热浸锌铝合金镀层表面纳米晶腐蚀产物共沉积机理

采用XRD和TEM对热浸锌铝合金镀层在动态充气海水全浸试验时所形成的白色腐蚀产物进行了研究,结果表明：腐蚀产物主要由典型的纳米级Zn4CO3(OH)6.H2O,Zn5(OH)8Cl2和Zn6Al2CO3(OH)16.4H2O微晶组成,而这种纳米晶的形成与由吸附引起的Zn^2 和Al^3 离子的共沉积有关,镀层表面腐蚀后首先生成Al(OH)3凝胶,当凝胶吸附的锌离子超过异相核的临界过饱和度时,发生锌、铝氢氧化物的共沉淀,生成双氢氧化物,由于晶体长大速度较慢不能与沉淀形核同步进行,导致镀层表面形成了微晶状态的腐蚀产物。     

Corrosion behaviors of arc spraying single and double layer coatings in simulated Dagang soil solution

Three kinds of single layer coatings of Zn, Zn15Al, 316L stainless steel and two kinds of double layer coatings with inner layer of Zn or Zn15Al and outer layer of 316L stainless steel by arc spraying were developed to protect the metal ends of prestressed high-strength concrete (PHC) pipe piles against soil corrosion. The corrosion behaviors of the coated Q235 steel samples in the simulated Dagang soil solution were investigated by potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and natural immersion tests. The results show that the corrosion of the matrix Q235 steel is effectively inhibited by Zn, Zn15Al, Zn+316L and Zn15Al+316L coatings. The corrosion rate value of Zn15Al coated samples is negative. The corrosion products on Zn and Zn15Al coated samples are compact and firm. The corrosion resistance indexes of both Zn and Zn15Al coated samples are improved significantly with corrosion time, and the latter are more outstanding than the former. But the corrosion resistance of 316L coated samples is decreased quickly with the increase in immersion time. When the coatings are sealed with epoxy resin, the corrosion resistance of the coatings will be enhanced significantly.     

Cu-Al-Mn-Zn-Zr形状记忆合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

通过动态电位极化测量、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)研究铜基形状记忆合金(Cu-Al-Mn-Zn-Zr)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为。腐蚀开始时,形状记忆合金表面形成的氧化产物不断覆盖合金表面,导致腐蚀速率降低。合金在NaCl溶液中浸泡4 d后,腐蚀产物层变厚及更加疏松多孔,导致腐蚀速率增大,合金表面的腐蚀反应机理由极化控制向扩散控制转变。在NaCl溶液中浸泡6~15 d后,试样的扩散阻抗随氧化层厚度的增加而增大。在整个腐蚀过程中,合金的腐蚀机理发生改变,耐蚀性能持续提高。腐蚀产物主要为CuO、ZnO、Al2O3、MnO/Mn2O3、MnO2和Al(OH)3。腐蚀过程中腐蚀产物由Cu2O转变为CuO,由Al2O3转变为Al(OH)3。     

INITIAL ATMOSPHERIC CORROSION OF ZINC IN THE PRESENCE OF NH4C1

Influence of NH4Cl on the initial atmospheric corrosion of zinc was investigated via quartz crystal microbalance (QCM) in laboratory at 80%RH and 25℃. The results show that NH4Cl can accelerate the initial corrosion of zinc. Mass gain increase with the exposure time, but mass gain in the later doesn't change obviously due to the formation of the insoluble simonkolleite on zinc surface in the presence of NH4Cl. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) was used to characterize the corrosion products. Zn5Cl2(OH)8·H2O, (NH4)2ZnCl4 and ZnO are the corrosion products on zinc. Brief discussion on the mechanisms of atmospheric corrosion of zinc in the presence of NH4Cl was introduced.     

镀锌钢在红沿河大气环境中的腐蚀行为

目的研究镀锌钢在红沿河地区SO2和Cl-含量较高的大气环境中的腐蚀行为与机理。方法根据GB/T 6464—1997将制备好的试样在红沿河核电厂进行现场暴晒试验,分别暴晒4、12、18、24个月后取回试样。利用失重分析、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术,观察与分析试样暴晒后的腐蚀产物。结果镀锌钢腐蚀失重随暴晒时间的延长而线性增加;随着暴晒时间的延长,锌镀层表面形成的腐蚀产物成分变化不大,以Zn12(SO4)3Cl3(OH)15·5H2O和6Zn(OH)2·Zn SO4·4H2O为主;腐蚀产物随暴晒时间的延长逐渐增加,产物形貌略有变化,以球状和针状为主。暴晒18个月后,腐蚀产物分为双两层,内层致密,外层疏松;暴晒24个月后,腐蚀产物厚度稍有增加,疏松层向致密层转变。结论 SO2与Cl-是镀锌钢在红沿河地区的大气腐蚀过程的主要影响因子。镀锌钢表面形成的腐蚀产物对锌镀层的保护作用较差。     

LC4铝合金在格尔木盐湖大气环境中的腐蚀行为

通过在我国西北格尔木典型大气环境进行大气暴露实验,测定LC4铝合金在该地区的腐蚀率;利用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDX)、电子探针(EPMA)、红外光谱(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)观察分析LC4铝合金腐蚀表面形貌、元素分布和腐蚀产物结构。结果表明:LC4铝合金的腐蚀以点蚀为主要特征,比其在非盐湖大气环境中的腐蚀严重,朝地面的腐蚀比朝天面严重,腐蚀产物层中含有大量的氧和铝,较多的氯和硫;主要腐蚀产物为Al2O3,Al2O3.2SiO2.2H2O和Al2Cl6.6H2O;含氯和硫的盐参与铝合金的大气腐蚀过程,并起到促进腐蚀的作用。