热喷涂AlZn合金涂层的电化学腐蚀行为研究.pdf

博新杯中国青年腐蚀与防护研讨会 暨第九届全国青年腐蚀与防护科技论文讲评会 热喷涂Al-Zn合金涂层的电化学腐蚀行为研究 周学华“2钮洁欣’杨磊’卫中领’ 黄元伟1甘复兴2 1、 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 2、 武汉大学资源与环境科学学院武汉430072 摘要：利用静态浸泡实验、电化学交流阻抗、极化曲线和线性极化等方法研究在低碳钢 明，热喷涂Al-Zn合金涂层比喷纯Zn、纯A1涂层的耐蚀性有明显提高。从交流阻抗图谱拟合的 结果可以看出热喷涂AI-Zn合金涂层的Rt值较喷纯Zn、纯A1涂层的Rt值有数量级的提高。在 溶液中浸泡较长时间后，在A卜Zn合金涂层表面形成一层保护膜，导致腐蚀电流及腐蚀速度持续 极化曲线及线性极化测试结果进一步表明了Ai-45Zn合金涂层在5％NaCI溶液中具有更稳定的腐 蚀电位，更易得到保护。 关键词：电化学腐蚀行为AI-Zn合金热喷涂 1 前言 随着社会经济的快速发展，钢铁结构件的使用量越来越大，要对它们进行长期的保护，避免 腐蚀带来的严重损失，热喷涂技术是长效防腐的较好方法。目前普遍采用的热喷涂层主要是喷锌 和喷铝涂层，这种喷涂层早在上世纪30年代就开始使用。但是，喷锌的腐蚀率较高，不经济， 喷铝涂层虽然耐蚀性有提高，但在提供阴极保护效果方面又较差，因此，人们一直在寻求一种既 经济，涂层防护性能又好的喷涂材料。 近几十年来，对Zn-Al涂层进行了大量的研究。在国内，李守本…等借助电化学方法评定 Zn-Al合金丝及涂层的电化学性能，研究结果表明，当Zn-A]合金中A1含量达到30％以上时， 对合金的电极电位影响较大，使合金的电位变正，合金的钝化性及耐蚀性有较大提高。潘应君噱1 等人研究了热喷涂Zn-15Al合金涂层在长江水和自来水中的耐蚀性能，结果表明，喷Zn一15AI 合金涂层的电极电位低，腐蚀率也较低，作为牺牲阳极来保护钢铁材料比纯Zn和纯A1有更大的 优势。黄宁b1等人也研究了热喷涂Zn-19AI合金涂层的耐蚀性，结果表明，Zn一19AI热喷涂层兼 有zn和Al的优点，在各种大气、水质及海洋环境中有优良的耐蚀性能，能对钢铁基体提供长期 保护。国外已研制出各种类型的Zn-Al合金涂层¨5’6’7·引，例如复合涂层，亚合金涂层，粉末合 金涂层及合金丝涂层等。 金涂层在25。C5％NACI溶液中的电化学交流阻抗、极化曲线和线性极化来研究两种涂层的电化学 腐蚀行为，寻求具有更好耐蚀性和防护效果的热喷涂A卜Zn合金涂层。 107 博新杯中国青年腐蚀与防护研讨会 暨第九届全国青年腐蚀与防护科技论文讲评会 2试验条件及方法 2．1试验材料 u 试样基体为A3钢，尺寸为llOmm×75mm×3mm，喷涂层厚度约150m。做电化学试验时，将材料 留出lOmm×lOmm面积，其余用腊密封。实验中采用的腐蚀溶液为5％NaCI溶液。 2．2实验方法 2．2．1静态浸泡腐蚀实验 产物，称量腐蚀失重并计算静态浸泡腐蚀速度。 2．2．2电化学交流阻抗 交流阻抗测试采用CHl640B电化学分析仪测定，电极系统采用同种双电极系统。交流阻抗测 初始电位设为0V，测试频率为0．1～IOOKHz，振幅为lOmV。 2．2．3极化曲线测量 极化曲线测量也采用CHl640B电化学分析仪测定。电极系统采用经典三电极系统，饱和甘汞 电极作为参比电极，较大面积的Pt电极作为对电极，试样为工作电极。极化曲线测定的电位范 围为试样的开路电位OCP±200mV左右，电位扫描速度为0．33mV／s。 2．2．4线性极化测量 线性极化测量采用ZF-I金属腐蚀检测仪测定，电极系统采用同种材料三电极方法测量。线 性极化测试时每次极化的电位为lOmV，电流采集时间为48h。 3实验结果及分析 3．1静态浸泡腐蚀实验现象及腐蚀速度 图1是试样在25℃5％NaCl溶液中静态浸泡