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.     

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。     

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。     

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。     

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)三种不同Al含量的ZnAl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,三种ZnAl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%;三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。     

高速电弧喷涂制备锌基涂层在含钠和氯离子环境下的腐蚀行为(英文)

利用高速电弧喷涂技术在A3钢基体上制备了厚度约200μm的Zn-15Al和Zn-Al-Mg-RE涂层。利用铜加速盐雾试验考察了两种涂层在含钠和氯粒子环境下的腐蚀情况。利用扫描电镜研究了涂层在腐蚀前后的形貌变化规律,利用XRD分析了腐蚀产物的相结构,利用动电位极化曲线研究了两种涂层在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀行为。结果表明,在含钠和氯粒子环境下,Zn-Al-Mg-RE涂层耐腐蚀性能优于Zn-15Al涂层。     

Q235上电弧喷涂Zn55Al涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为（英文）

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3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 d的浸泡实验,Zn55Al涂层形成了一层致密的钝化膜,比其他2种涂层有更好的耐腐蚀性。Zn55Al涂层的自腐蚀电位大约是–1.25 V,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涂层具有更好的电化学保护作用。这些结果说明Zn55Al涂层具有更好的耐腐蚀性,可以给Q235基体提供更强的电化学保护。本研究也讨论了Zn55Al涂层的的腐蚀机理。     

电弧喷涂碳纤维增强铝基耐蚀减磨复合涂层研究

目的 制备耐蚀减磨性能优异的碳纤维增强铝基复合涂层。方法 利用粉芯丝材技术制备碳纤维增强铝基复合粉芯丝材,再利用电弧喷涂技术将制备的复合粉芯丝材制备成复合涂层。对铝基涂层使用SEM、XRD进行微观形貌、物化性能检测,使用摩擦磨损试验机、电化学工作站、中性盐雾试验机等对涂层的摩擦学、耐腐蚀性能等进行检测,综合评价在涂层体系中添加碳纤维对铝基涂层性能的影响。结果 添加碳纤维的铝基复合涂层相较于纯Al涂层,其摩擦学性能得到显著提升,摩擦系数由纯Al涂层的~0.4下降至~0.2,磨损率由纯Al涂层的~2.0×10^–3 mm³/(N.m)下降至~8×10^–4 mm³/(N.m),相关指标均下降了50%以上。同时,利用扫描电子显微镜观察涂层表面的磨痕及对磨副的划痕,并分析了铝基涂层的磨损机理,结果表明,Al/CFs复合涂层主要以磨粒磨损为主导机制,而纯Al涂层则以粘着磨损为主导机制。通过电化学工作站测试涂层的动电位极化曲线和Bode曲线分析涂层发生腐蚀的趋势,其电化学结果表明,添加碳纤维后不显著影响铝基涂层的耐腐蚀性能。进一步中性盐雾试验结果表明,中性盐雾试验720 h后,铝基涂层均未出现明显的腐蚀产物,涂层展现了优异的耐腐蚀性能。结论 利用粉芯丝材技术和电弧喷涂技术可以制备碳纤维增强铝基复合粉芯丝材及其涂层,在不影响原有铝涂层耐腐蚀性能的前提下,添加碳纤维可显著降低复合涂层的摩擦系数和磨损率,使涂层具有耐蚀减磨性能,可拓展铝基涂层在耐蚀减磨领域中的应用。     

Electrochemical corrosion behavior of arc sprayed Zn-Al coatings

Cored wires and high velocity arc spraying (HVAS) technique were applied to produce high Al content Zn-Al alloy coatings on low carbon steel substrates. The electrochemical corrosion behaviors of Zn, Al and Zn-Al coatings were studied with potentiodynamic measurement in 5 % NaCl solution. Compared with pure Zn, pure Al and Zn-15Al coatings, Zn-26Al coatings show a higher corrosion resistance in salt solution. The potentiodynamic polarization tests show that the corrosion resistance of Zn-Al coatings increases as Al content is raised. Pure Al coating exhibits different electrochemical behaviors with other coatings. The corrosion initiated at the micro-pores of the coating and the underlying corrosion mechanism is very similar to that of the pitting corrosion.     

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。     

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。     

三种电弧喷锌防护涂层在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备出纯锌、Zn-Al合金和Zn-Al伪合金涂层。通过浸泡试验和电化学测试考察涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层腐蚀后的表面形貌及腐蚀产物的相结构。结果表明,在3.5%NaCl溶液中三种涂层的耐腐蚀性按Zn-Al伪合金涂层、Zn-Al合金涂层、Zn涂层的顺序依次降低。     

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。     

电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层耐腐蚀性能研究进展

通过在钢基体表面制备涂层可以很好地延长钢铁材料的服役时间,减少因腐蚀造成的重大事故和人员伤亡。相较于传统的纯Zn涂层、纯Al涂层以及Zn-Al合金涂层,Zn-Al伪合金涂层能够为基体材料提供长久有效的腐蚀防护,在钢铁材料的腐蚀防护中具有巨大的应用潜力。简述了Zn-Al伪合金涂层电弧喷涂制备工艺的特点;介绍了Zn、Al、Zn-Al合金及Zn-Al伪合金涂层在模拟海洋环境下的腐蚀防护原理;在此基础上从组分、喷涂工艺参数(喷涂距离、喷涂电流和喷涂电压)、元素掺杂(Mg、Si及Re)及后处理工艺(封孔、激光重熔)等角度,论述了其对Zn-Al伪合金涂层耐蚀性的影响;讨论了Zn-Al伪合金涂层防腐体系在桥梁、海洋钢结构件、地下运输管道中的应用现状;最后总结了目前研究工作中存在的挑战,提出了电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层尚需深入研究的重点问题,为提高钢铁材料使用寿命提供了参考。     

Microstructure and corrosion behaviour of arc sprayed Zn–Al–Mg–RE cathodic protection coatings on steel substrates

Abstract

Cored wires and high velocity arc spraying technologies have been used to produce Zn–Al–Mg and Zn–Al–Mg–RE (where RE is rare earth) coatings on A3 steel. The durability of coatings in terms of corrosion resistance is the focus of this paper. To study the effect of RE, Zn–Al–Mg coatings also have been produced as a comparison. The microstructures of original coatings and corroded coatings have been investigated after corrosion tests by SEM and XRD. The potentiodynamic polarisation and electrochemical impedance spectroscopy techniques were carried out to determine the corrosion behaviour of the two coatings in 5% NaCl solution. Metallographic as well as electrochemical corrosion results illustrate that the coatings possess a self-sealing capacity, and that the corrosion products can refine the microstructure and enhance the corrosion resistance. Compared to the Zn–Al–Mg coating, the Zn–Al–Mg–RE coating presents a more obvious and stable self-sealing process.     

有机覆膜对热烧结锌铝涂层耐腐蚀性能的影响

为提高热烧结锌铝涂层（简称锌铝涂层）的耐蚀性,在涂层表面涂覆一层环氧富铝膜,形成复合涂层。采用十字划格法测试锌铝涂层和复合涂层的附着强度,并用扫描电镜（SEM）分析涂层微观形貌;用海水全浸实验和中性盐雾实验评价涂层的耐蚀性能;采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的电化学性能。结果表明,复合涂层表面更为完整致密,防水性能优于锌铝涂层;环氧富铝膜层能够有效的阻挡腐蚀介质的入侵,复合涂层耐蚀性比锌铝涂层高。复合涂层腐蚀初期主要为扩散控制,随着腐蚀介质的不断渗入,环氧膜层中的Al粉发生活化反应,起到了一定的牺牲阳极保护作用。有机覆膜提高了锌铝涂层在海洋环境中的适用能力。     

电弧喷涂锌基防腐涂层在洞室环境中的耐蚀性研究

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢上制备了Zn和Zn-Al涂层,通过盐雾加速实验考核涂层在5％NaCl溶液中的腐蚀性能,并对涂层腐蚀前后的组织结构进行分析.结果表明,两种Zn基涂层致密,在盐雾实验40 d后未出现红锈,表现出优异的耐腐蚀性能.喷涂纯Zn涂层,其腐蚀产物疏松,对基体主要起到牺牲阳极的保护作用;喷涂Zn-Al涂层,其腐蚀产物致密,起到牺牲阳极和隔离的双重保护作用.