硅对电弧喷涂锌铝基合金涂层耐蚀性能的影响

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电弧喷涂法是提高钢铁材料耐蚀性能和涂装性能非常经济、有效的防腐手段。目前普遍应用铝及锌铝基涂层，但在海洋环境中其耐蚀性能仍有待提高，所以改善锌铝基涂层的耐蚀性能具有重大的实际意义。
　　本文采用电弧喷涂法制备了Zn-Al-Mg-RE-Si合金涂层，研究了合金涂层中Si元素含量对涂层物理性能和耐蚀性能的影响。通过煮沸法、维氏硬度法、对偶试样拉伸实验分别检测了涂层的孔隙率、显微硬度以及涂层与基体的结合强度；采用SEM分析了元素含量对涂层致密性的影响；XRD分析腐蚀前后涂层成分的变化；CASS试验及极化曲线和电化学阻抗谱法，分析元素含量对涂层耐蚀性的影响。
　　研究结果表明，电弧喷涂法制备Zn-Al-Mg-RE-Si合金涂层的孔隙率在11％以下，涂层在Si含量达到3％时孔隙率最低；合金涂层与基体的结合强度随着Si含量的增加而减小；Zn-Al-Mg-RE-Si合金涂层中存在比较多的非平衡相，即Zn、Al、Mg、RE、Si元素以伪合金或者合金形式存在于涂层中；腐蚀前XRD表明涂层中存在较耐蚀的Al-Mg合金和Al-Si合金相；涂层中Si含量为3％时，腐蚀产物中除了出现Mg的硅酸盐以外还有Mg2.5Na7Sil2A112O48、Na3.6A13.6Si12.4032、 Mg0.36A12.4404等，在腐蚀抑制期的自封闭效果最好，最耐蚀。
　　 Zn-Al-Mg-RE-Si合金涂层腐蚀前，随着Si含量的增加，涂层腐蚀电位逐渐正移；Si含量达到3％时其腐蚀电流密度在腐蚀前以及腐蚀120h后，均达到最小，即涂层在腐蚀抑制期和基体腐蚀期腐蚀最为缓慢；合金涂层腐蚀前，呈现Warburg阻抗的特征，说明涂层在腐蚀前的反应过程由扩散控制转变为电化学反应控制；而腐蚀120h后，没有出现Warburg阻抗的特征；Si含量3％涂层的电化学反应电阻在腐蚀抑制期显著大于其他涂层。
　　通过综合比较涂层物理性能和耐蚀性能，当Si含量为3％时Zn-A1-Mg-RE-Si合金涂层最耐蚀，耐蚀性为纯铝涂层的3～4倍。

著录项

作者
马鹏程;
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作者单位

东北大学;

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授予单位东北大学;
学科化学工程
授予学位硕士
导师姓名刘奎仁;
年度 2009
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类喷镀法;
关键词
锌铝基合金; 电弧喷涂法; 涂层耐蚀性能; CASS试验;

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