兩種含導(dǎo)電顆粒的有機(jī)涂層的電化學(xué)阻抗譜特征.pdf

1、多數(shù)金屬在使用過程中會(huì)發(fā)生腐蝕，涂覆涂層是防止金屬腐蝕的有效方法，EIS是研究涂層防護(hù)性能最重要的工具之一，關(guān)于有機(jī)涂層的EIS研究已經(jīng)很系統(tǒng)，但添加導(dǎo)電顆粒的有機(jī)涂層的交流阻抗譜，還需要進(jìn)一步深入研究。
　　論文在Q235碳鋼基體表面分別涂覆不含導(dǎo)電涂料的環(huán)氧清漆涂層、炭黑添加型環(huán)氧涂層(炭黑含量為1wt％和3wt％)以及鋁粉添加型環(huán)氧涂層(鋁粉添加量為20wt％、40wt％和60wt％)，制得涂層/碳鋼試樣，涂層厚度均為150

2、μm左右。通過電化學(xué)交流阻抗譜研究了三類環(huán)氧涂層在3.5wt％ NaCl溶液中的電化學(xué)行為。采用傅里葉紅外光譜對(duì)涂層官能團(tuán)變化及涂層老化情況進(jìn)行分析。并通過掃描電子顯微鏡和EDS對(duì)涂層下基體表面腐蝕情況進(jìn)行觀察和研究。另外，使用特征頻率法、中頻相位角和高頻相位角等幾種快速評(píng)價(jià)方法對(duì)三類涂層進(jìn)行了評(píng)價(jià)和比較。所得主要結(jié)論如下:
　　1、環(huán)氧清漆涂層的EIS譜圖中，浸泡前期只有一個(gè)時(shí)間常數(shù);添加炭黑后的環(huán)氧涂層的EIS譜圖中，在浸泡初

3、始階段就表現(xiàn)為兩個(gè)時(shí)間常數(shù)，這是由于炭黑的比表面積較大，存在明顯的界面效應(yīng)。并且，當(dāng)炭黑添加量增加時(shí)，炭黑表面電荷轉(zhuǎn)移電阻下降。添加炭黑會(huì)使涂層的低頻阻抗模值|Z|0.01Hz和涂層電阻Rc顯著下降，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，不含炭黑的環(huán)氧涂層的|Z|0.01Hz和Rc逐漸下降，含炭黑的環(huán)氧涂層的|Z|0.01Hz和Rc無明顯下降。傅里葉紅外光譜表明，環(huán)氧清漆涂層和添加炭黑的環(huán)氧涂層在溶液的浸泡過程中不發(fā)生明顯老化降解，SEM/EDS結(jié)果顯示

4、，不含炭黑的環(huán)氧涂層下的基體在200d后基體出現(xiàn)腐蝕，而含1wt％和3wt％炭黑的環(huán)氧涂層下基體完好平整，這是因?yàn)樘亢谟醒a(bǔ)強(qiáng)作用，能顯著提高涂層的耐溶劑性和抗?jié)B透性。
　　2、鋁粉添加型涂層在3.5wt％ NaCl溶液中的失效過程分為三個(gè)階段:第一階段，介質(zhì)不斷滲透，鋁粉顆粒表面發(fā)生反應(yīng)，并且腐蝕產(chǎn)物發(fā)生擴(kuò)散;第二階段，介質(zhì)滲透到基體表面，鋁粉腐蝕產(chǎn)物在涂層/基體界面發(fā)生橫向擴(kuò)散;第三階段，基體表面腐蝕產(chǎn)物和鋁粉腐蝕產(chǎn)物逐漸堆積，

5、逐漸形成腐蝕產(chǎn)物層。相比環(huán)氧清漆涂層，添加鋁粉后的環(huán)氧涂層的低頻阻抗模值|Z|0.01Hz和涂層電阻Rc更低，并且隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，Rc和|Z|0.01Hz下降速度更快。添加鋁粉后的環(huán)氧涂層的涂層電容Qc會(huì)輕微提高，且隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，快速增加，而環(huán)氧清漆涂層Qc變化相對(duì)較小。傅里葉紅外光譜顯示，經(jīng)過3.5wt％NaCl溶液浸泡后，含鋁粉顆粒環(huán)氧涂層不發(fā)生明顯老化降解，SEM/EDS結(jié)果表明，在涂層浸泡后期，環(huán)氧清漆涂層下基體表面腐蝕