常见的电化学阻抗谱及其数据处理与解析.ppt

εt为涂层在t时刻的介电常数， S为涂层面积，d为涂层厚度， ε 0为真空介电常数 有机涂层性能研究和评价 ＊已研究的涂层体系(基底: A3, X70. 铝合金) 含颜料涂层 环氧/富锌涂层（活性颜料） 环氧/氧化铁红涂层（惰性颜料） 多道漆涂层 多道清漆 富锌漆/环氧清漆组合 清漆涂层 环氧清漆 醇酸清漆 聚丙烯清漆 有机硅烷膜 一、阻抗模型及其演变 1）涂层金属在侵蚀介质中的基本阻抗类型 Rs Rc Cc model A model B Cc Rs Rc Cdl Rct model C Rs Rc Cc Cdl Rct Zdiff Qdiff Rdiff model C-1 半无限扩散 Zw model C-2 有限层扩散 0n0.5，R为有限值 Qdiff Rdiff model C-3 阻挡层扩散 n?1，R?? 呈 Warburg 阻抗特征且含两个时间常数的阻抗谱的等效电路 2）清漆涂层金属的阻抗模型与演变 Model A Model B Model C-1 Model C-2 Model C-3 半无限扩散 Epoxy/steel immersed in NaCl solution for 160 h 水渗透将 扩散通道打通 有限层扩散 阻挡层扩散 Epoxy/steel immersed in NaCl solution for 490 h Epoxy/steel immersed in NaCl solution for 1007 h 腐蚀产物在通道中填塞 腐蚀产物在通道中填塞阻挡了粒子的传输 3）含颜料涂层金属的阻抗模型与演变 *惰性颜料涂层（氧化铁红） Model A Model B Model C-3 Model C-2 Model C-1 120 kHz 0.023 Hz Zr/ M? cm2 -Zi/ M? cm2 Epoxy+iron red/LY12 aluminum immersed in NaCl solution for 5 h. 惰性颜料颗粒引起的阻挡层扩散. Zr/ M? cm2 -Zi/ M? cm2 Zr/ M? cm2 -Zi/ M? cm2 水的渗透不断打通涂层的扩散通道引起有限层扩散. 扩散通道完全打通形成半无限扩散. Epoxy+iron red/LY12 aluminum immersed in NaCl solution for 8 h. Epoxy+iron red/LY12 aluminum immersed in NaCl solution for 508 h. *含活性颜料涂层（富锌涂层） （a）基本阻抗模型 （b）含扩散行为的阻抗模型 （c）高锌含量涂层的阻抗模型 Rs Cc Rc Rzinc Czinc Rs—溶液电阻，CC—环氧涂层电容，Rc—涂层电阻， Czinc---锌粉电化学反应电容， Rzinc---锌粉电化学反应电阻. Rs Cc Rc Rzinc Czinc Ws Ws—锌粉腐蚀产物的有限层扩散 Rs Rzinc Czinc Ws 4）多道漆涂层金属的阻抗模型 *富锌底漆/环氧面漆涂层组合 Rs Cc Rc Cm Rm Cdl Rct Zr /? cm2 Zi /? cm2 ZRP（primer）/epoxy （top coating） coated steels immersed in NaCl for 2060h 5）以铝（及合金）为基体的涂层金属在含氯离子环境中的特殊阻抗模型 在腐蚀介质中的浸泡中前期，阻抗模型演变经历model (A)? model (B) ? model (C)，但是在浸泡后期，当侵蚀性粒子特别是氯离子（Cl-）通过涂层到达铝合金基体后，与基体发生成膜反应，形成一层含氯盐膜，在等效电路中表现出含氯盐膜的阻抗（Csf Rsf），如下图所示。 Rs Rc Cc Cdl Rct Csf Rsf model G 这是由于裸的铝（或合金）在含氯离子的介质中的阻抗模型为： 根据上述分析，可根据model G的出现来判断氯离子是否到达铝基体界面 Cdl Rct Csf Rsf model G0 6）硅烷化处理后LY12铝合金电极的阻抗模型 *极化曲线 log (i /A cm-2) E/ mV vs SCE 处理后 未处理 测试介质：3.5%NaCl溶液 硅烷化处理后：阳极支电流下降~3个数量级，阴极支电流下降~2个数量级，且开路电位上升。 但两曲线的形状相似，可见硅烷膜在电极表面仅起到物理阻挡的作用，与一般有机涂层的作用相似。 *界面结构示意图与阻抗模型 Al alloy Oxide film Cl- containi