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电弧喷涂Al-Zn-Si合金涂层的制备及耐海洋腐蚀性能研究

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第一章 绪论

1.1 金属材料在海洋环境中的腐蚀与防护

1.2 热喷涂技术

1.3 电弧喷涂Zn-Al系长效防腐涂层及其发展现状

1.4 封孔剂在Zn-Al系防腐涂层中的应用

1.5 本文的研究内容,意义及实验方案

第二章 实验材料及方法

2.1 实验材料与涂层制备

2.2 涂层的组织结构分析

2.3 涂层的耐蚀性能测试

2.4 封孔处理

2.5 实验仪器及设备

第三章 电弧喷涂工艺参数优化及涂层组织结构分析

3.1 电弧喷涂工艺参数的优化

3.2 正交试验结果分析

3.3 涂层的组织结构分析

3.4 本章小结

第四章 涂层在模拟海洋环境下的耐蚀性能

4.1 涂层的耐盐水腐蚀性能

4.2 涂层的耐中性盐雾腐蚀性能

4.3 涂层的电化学腐蚀性能

4.4 Al-Zn-Si合金涂层的耐蚀机理探讨

4.5 本章小结

第五章 封孔处理对涂层耐蚀性能的影响

5.1 封孔涂层的耐盐水腐蚀性能

5.2 封孔涂层的耐中性盐雾腐蚀性能

5.3 封孔涂层的电化学腐蚀性能

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 本文的创新点

6.3 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目

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摘要

在海上大型钢结构的长效防腐蚀领域,热喷涂锌铝合金防腐涂层技术正逐步替代纯锌、纯铝涂层技术,因此,研究 Al-Zn涂层的制备及其耐蚀性能对其应用具有重要的工程价值。
  本文利用正交试验的方法优化了电弧喷涂工艺参数,并采用优化后的工艺参数制备了Al-Zn-Si合金涂层与相同铝含量的Al-Zn伪合金涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等分析了涂层腐蚀前后的组织。通过盐水全浸实验、中性盐雾实验、电化学测量技术,对比研究了相同铝含量的Al-Zn-Si合金涂层与Al-Zn伪合金涂层在不同模拟海洋环境下的耐蚀性能。为缩短实验时间,在涂层表面进行人工划叉破损处理,同时对部分涂层进行封孔后处理,研究封孔处理对涂层耐蚀性能的影响,并对Al-Zn-Si合金涂层的耐蚀机理进行了探讨。
  研究结果表明,优化后的最佳工艺参数为:喷涂电压28 V,喷涂电流180 A,喷涂距离150 mm,空气压力0.6 MPa。Al-Zn-Si合金涂层与Al-Zn伪合金涂层厚度均约为200μm,且前者比后者组织成分更均匀,经过盐水全浸实验150 d、中性盐雾实验60 d,伪合金涂层比Al-Zn-Si合金涂层被腐蚀破坏更严重;涂层表面破损处均发生良好的自修复作用;封孔处理减轻了腐蚀破坏作用。Al-Zn-Si合金涂层与伪合金涂的腐蚀电流密度分别为2.482×10-5 A·cm-2、5.901×10-5 A·cm-2,两涂层封孔处理后腐蚀电流密度分别为1.3×10-5 A·cm-2、1.35×10-5 A·cm-2。封孔处理后Al-Zn-Si合金涂层的电化学阻抗模值增加,Al-Zn-Si合金涂层的腐蚀产物主要为碱式氯化锌,锌铝羟基碳酸盐,碱式氯化铝。

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