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。     

承载作用下铁红环氧脂底漆失效过程的电化学响应特征

采用局部电化学阻抗(LEIS)技术和电化学阻抗(EIS)技术研究了不同承载条件下,海水介质中铁红环氧脂底漆失效过程的电化学响应特征。结果表明:在不同的承载力作用下,铁红环氧脂底漆的失效过程呈阶段性变化,且应力加载过程加速了涂层的失效。在300 MPa屈服应力作用下,腐蚀介质可以沿着细小的裂缝快速渗透涂层,与基体接触,缩短涂层的失效时间。涂层失效后,整体阻抗值明显降低,同时试样表面随机分布的高阻抗点数量有所减少,涂层防护性能明显下降,基材发生腐蚀。     

电化学阻抗谱评价输电铁塔防护涂层配套性能

研究了用于输电铁塔防护的带锈环氧底漆（A）、水性环氧防锈底漆（B）、氟硅改性丙烯酸面漆（C）、有机硅改性醇酸树脂面漆（D）所组成的4个涂层配套体系的电化学阻抗谱图特征。通过研究涂层电阻、涂层孔隙率和10kHz下的涂层相对介电常数对4种涂料配套体系的防腐蚀性能进行了比较和评价。结果表明,4个配套涂层体系防护性能的优劣顺序...     

电化学阻抗谱研究三种涂层体系的耐蚀性

为选择某型特种装备的表面防腐蚀涂层,利用电化学阻抗谱对H06-4环氧富锌/H53-13环氧云铁/丙烯酸聚氨脂、环氧富锌/厚膜灰云铁环氧/TB06-42丙烯酸聚氨脂和环氧防锈平整底漆/CE-46环氧/丙烯酸聚氨脂三种涂层体系进行了耐蚀性评价测试。结果表明,随着浸泡时间的延长,三种涂层体系的保护作用都降低。对比涂层的阻抗谱变化特征得知,H06-4环氧富锌/H53-13环氧云铁/丙烯酸聚氨脂涂层体系耐蚀性较佳,因此被选为某型装备用防腐蚀涂层。     

剥离涂层下的X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的腐蚀行为

构建了埋地管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中的矩形缝隙剥离涂层模型,采用原位电化学测量方法对剥离区的X80钢进行电化学交流阻抗谱(EIS)表征,并对其腐蚀行为进行了研究.结果表明.腐蚀初期剥离区各位置的电化学反应特征相同、EIS由高频容抗弧和低频感抗弧组成.随着腐蚀反应进行,高频容抗弧半径增大.低频感抗弧消失.距漏点不同距离的X80钢试样的腐蚀程度有所区别:漏点处和剥离区底部的腐蚀最严重.为吸氧腐蚀和阳极溶解所致;剥离区中部腐蚀较弱,去除腐蚀产物的X80钢表面出现明显的点蚀坑,点蚀倾向加重,腐蚀类型由全面腐蚀向局部腐蚀转变.根据EIS规律和实验结果.剥离区的腐蚀进程可分为氧耗尽、阴离子迁移和腐蚀扩展3个阶段.     

环氧铝粉涂层和氟碳涂层耐蚀性能的比较

采用电化学阻抗谱技术(EIS)研究了环氧铝粉涂层和FEVE氟碳涂层/碳钢体系在天然海水介质中的电化学腐蚀行为,通过对两涂层的涂层电容分析及腐蚀后表面形貌的观察,评价了两种有机涂层的防腐蚀性能。结果表明,随着浸泡时间的延长,两种有机涂层体系的保护作用都有所降低。环氧铝粉涂层在浸泡初期呈现单容抗弧特征,浸泡57天时出现了双容抗弧。氟碳涂层在浸泡周期内EIS曲线均呈现单容抗弧特征,浸泡110天时低频阻抗模值仍高于108Ω.cm2。在整个浸泡周期内,氟碳涂层的涂层电容基本维持在1.6×10-10～1.8×10-10 F.cm-2,约为环氧铝粉涂层电容的1/20,表现出低渗水性。     

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.     

FBE与聚苯胺粉末共混涂层的防腐蚀性能

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,采用超声波辅助的化学氧化法合成了聚苯胺,自制的聚苯胺与熔结环氧粉末(FBE)混合均匀后,用静电喷涂法在Q235钢上制备涂层。采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究涂层在模拟海水中不同浸泡时期的防腐蚀性能。结果表明,聚苯胺粉末的加入提高了FBE涂层的防腐蚀性能,且加入量较少时,涂层的耐腐蚀性能随着聚苯胺含量的增加而增强,当质量分数达到5%时效果最好;在达到10%后,涂层中没有足够的粘结剂来填充聚苯胺之间的空间,使涂层多孔,防腐蚀性能变差。     

拉应力条件下微弧氧化膜对铝合金腐蚀及电化学行为的影响

为研究在拉应力条件下微弧氧化膜对铝合金腐蚀及电化学行为的影响,采用恒载荷应力环在3.5% NaCl溶液中研究了经微弧氧化（MAO）处理后的7050铝合金（AA7050）应力腐蚀行为。用原位电化学阻抗谱（EIS）的方法评价在拉应力条件下,膜层的腐蚀破坏随浸泡时间的变化,并建立了相应的等效电路模型。结果表明,在3.5% NaCl溶液中,微弧氧化膜在有无拉应力的条件下都可以提高AA7050的耐蚀性和减少AA7050的塑性损失。在400 MPa拉应力条件下,微弧氧化膜的阻抗在应力腐蚀的过程中呈现出先减小后增大,再减小最后趋于稳定的规律;另外,AA7050在有拉应力的条件下,拉应力会促进基体的点蚀形核,提高腐蚀速率,微弧氧化膜的疏松层在拉应力的作用下会失去对基体的保护作用。     

Cl^-与SO4^2-土壤中硫酸盐还原菌对碳钢腐蚀的影响

根据碳钢在分别添加了Cl-、SO42-和Cl- SO42-的土壤中接菌与灭菌两种条件时的电化学阻抗谱特征,研究了硫酸盐还原菌(SRB)对碳钢腐蚀的影响.试验结果表明,三种盐分土壤中SRB均加速了碳钢的腐蚀速度.当Cl-灭菌土壤中添加SO42-时,26天后碳钢腐蚀速度显著增加;当SO42-灭菌土壤中添加Cl-时,碳钢腐蚀速度减小.     

聚苯胺/磷酸锌/聚硅氧烷复合涂层自修复和耐蚀性能初探

目的初步探索由聚苯胺/磷酸锌有机-无机复合钝化填料和环氧-聚硅氧烷树脂制备的自修复涂层的修复和防腐性能。方法采用微区交流阻抗技术(LEIS)、扫描电子显微技术(SEM)和电化学阻抗技术(EIS),研究了聚苯胺/磷酸锌/聚硅氧烷复合涂层的防腐性能和在人工损伤部位的修复功能。结果由微区电化学阻抗和电化学阻抗测试可知,环氧-聚硅氧烷清漆具有自修复和优异的耐蚀性能;偶联剂处理的聚苯胺/磷酸锌有机-无机复合钝化填料(HCE),可显著提升环氧-聚硅氧烷涂层的自修复和耐蚀性能。当HCE的添加量为0.3%(以占环氧-聚硅氧烷涂料质量的百分比计)时,涂层的自修复和耐蚀性能最佳,缺陷部位修复后的阻抗值最大达到70 k?,是环氧-聚硅氧烷清漆的9倍。涂层阻抗值随浸泡时间的延长而增加,浸泡3750 h时,涂层阻抗值增至10~(11)?·cm~2。结论当涂层产生缺陷时,一方面聚苯胺/磷酸锌有机-无机复合填料发生氧化还原反应,生成新的氧化膜;另一方面,聚苯胺与环氧-聚硅氧烷树脂发生交联固化反应,在基体缺陷处成膜,提高了涂层的致密性;二者协同作用使HCE3涂层试样具有最佳的耐蚀性能和自修复功能。     

基于PSO-GRNN模型的埋地管道腐蚀剩余寿命预测

目的 构建埋地管道腐蚀深度预测模型,预测腐蚀管道的剩余使用寿命。方法 依据ASME B31G剩余强度评价标准,给出管道的最大允许腐蚀深度计算方法,引入广义回归神经网络（GRNN）,构建埋地管道腐蚀深度预测模型,采用粒子群算法（PSO）优化GRNN的网络参数,结合管道腐蚀发展趋势预测方法,对埋地薄弱管道进行腐蚀剩余寿命预测。以陕西省某埋地输油管道为例,选取8个主要外腐蚀因素,构建外腐蚀指标体系,借助Pycharm编程仿真,结合埋片试验,对该模型预测结果进行验证分析,并预测各腐蚀管段剩余使用寿命。结果 与BP模型相比,PSO-GRNN模型的管道腐蚀深度预测结果最大相对误差控制在13.77%以内,平均相对误差仅为6.63%。寿命预测结果显示,部分管段的剩余使用寿命未能达到其预期服役寿命。结论 所建模型预测性能要明显优于BP模型,预测精度更高,能够较好地预测埋地管道的最大腐蚀深度和未来的腐蚀发展规律,剩余寿命预测结果贴近实际,为管道的维修和更换提供了指导依据,在实际工程中,具有一定的应用价值。     

电沉积Ni-Fe合金镀层腐蚀性能研究

本文采用失重、阳极极化和电化学阻抗谱等方法研究了电沉积Ni-Fe合金镀层腐蚀性能和镀层的破坏过程.结果表明：Ni-Fe合金镀层具有良好的耐酸腐蚀性;在3.5%（质量）NaCl溶液中,腐蚀发生之前的镍铁合金镀层的电化学阻抗谱由一个高频容抗弧和一个低频的感抗弧组成;随着浸泡时间的延长,容抗弧半径快速减小,感抗弧减弱并消失.     

电化学方法研究环氧涂层/基体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了两种常用涂层-环氧沥青涂层和环氧铝粉涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.腐蚀电位-时间结果表明,两种涂层的自腐蚀电位都比基体的更正,都能起到屏蔽作用保护基体,浸泡中电位向负方向移动说明活化腐蚀过程在继续.电化学阻抗结果表明,腐蚀介质能够较快的渗入涂层到达界面,使涂层的屏蔽作用降低,生成的腐蚀产物可在一定程度上抑制腐蚀的发展.并提出了两种涂层的等效电路模型,对阻抗结果进行了拟合.表明在浸泡初期涂层电阻随浸泡时间延长迅速降低,随后趋于稳定.指出电化学方法能获得与涂层性能有关的定量数据,非常适合于研究涂层/基体的性能.     

固溶温度对690合金在NaOH溶液中的电化学性能影响

采用SEM方法研究不同温度固溶处理的690合金组织结构,利用动电位极化、电化学阻抗和局部电化学交流阻抗（LEIS）等方法研究了其在NaOH溶液中的电化学行为。SEM结果表明,固溶处理温度1095℃的690合金的晶粒较大,晶界上分布着连续的碳化物。极化曲线结果表明,固溶处理温度1090℃的690合金在氢氧化钠溶液中的电流密度最大;电化学阻抗表明,固溶处理温度1100℃的690合金在氢氧化钠溶液中的阻抗模值较大。局部电化学交流阻抗谱表明,不同温度固溶处理的690合金在氢氧化钠溶液中的电化学阻抗具有明显不同的分布特征。     

聚苯胺／环氧复合涂层的制备及其耐蚀性能

采用直接混合法简便地合成了纤维状聚苯胺纳米材料（PAni）,其电导率达1．299S·cm。电化学阻抗谱表明,在3．5％NaCl溶液中,聚苯胺添加量为0．4％～0．6％时,涂覆聚苯胺／环氧复合涂层（P／E）的A3钢有很好的耐蚀作用,浸泡2400h后阻抗值仍大于10^9Ω·cm^2。     

不同温度下X80钢的CO2腐蚀电化学特性

采用动电位扫描和交流阻抗技术研究了常压条件下X80钢CO2腐蚀电化学特性。结果表明:在30～80℃范围内,阳极反应机理没有发生变化,而阴极反应机理在60℃时已经发生改变;在阳极极化条件下,X80钢CO2腐蚀的电化学阻抗谱(EIS)曲线具有三个时间常数,其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关,低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜生成有关;随着温度的升高,EIS曲线低频区感抗弧逐渐缩小,容抗弧逐渐扩大。     

应力-化学介质-冻融循环协同作用下水泥基材料失效机理及寿命预测的研究

针对水泥基材料在应力-化学介质-冻融循环协同作用下的耐久性进行了研究,并开发了多种材料失效试验方法和装置。砂浆试件应力-化学腐蚀协同作用试验装置的特点是加载稳定,克服了应力松弛;协同作用耐久性试验装置可以用于监测协同作用下钢筋混凝土试件性能的衰减过程。研究发现：矿物掺合料改善抗渗性的能力依次是矿渣粉、活化煤矸石粉、粉煤灰;随应力比加大和冻融循环次数增加,水泥基材料中钢筋锈蚀加速、化学介质的渗透速度和深度增大,协同作用加速了水泥基材料的失效;可以用一元二次函数来近似预测氯盐-冻融循环-弯曲荷载协同耦合作用下的寿命。