局部阻抗测试技术在评定有机涂层环境失效中的应用

局部电化学阻抗谱技术(LEIS)是一种新型的电化学测试技术,可以通过测量有机涂层体系的局部阻抗,并在局部阻抗的变化、涂层电容的变化以及涂层的剥离程度之间建立起直接关系,弥补了传统电化学阻抗技术(EIS)只能反映所测面积整体平均信息的缺点,因而对评定有机涂层的环境失效有着重要意义.对该技术的测定原理、测定装置以及在评定有机涂层环境失效上的应用进行了介绍.     

直升机结构钢涂层体系防护性能在模拟海洋大气环境中的变化

目的对比、评价服役于海洋大气环境中直升机结构钢防护体系的防护性能。方法通过模拟海洋大气环境加速试验方法,研究直升机结构钢防护体系在实际服役过程中出现的损伤。结果涂层A微观结构较为疏松,加速试验中涂层基体产生鼓泡,并发生腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得低频区的阻抗模值相对较低,说明涂层防护性能较差,与宏观试验结果一致。结论在模拟海洋大气环境的加速试验中,涂层表面的微小缺陷(如疏松结构中的微小孔洞)会成为腐蚀溶液进入的快速通道,进而降低涂层的防护性能。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为,并评估涂层的防护性能。     

金属/有机涂层体系环境失效的电化学研究方法

简要介绍了金属/有机涂层体系环境失效的现代电化学研究和评价方法,包括交流阻抗技术、局部交流阻抗技术、扫描Kelvin探头技术、电化学噪声技术等.综述了这些技术的特点和应用,使用原位无损评价方法,多种技术综合研究,将有助于进行涂层性能的评价和金属/有机涂层体系环境失效机理的研究.     

军绿有机涂层和金属漆涂层全浸泡下的腐蚀行为对比研究

目的针对车辆装备长期在高盐雾、高湿热、高日照等恶劣的气候环境下使用,会受到腐蚀影响的现状,探究现役军用有机涂层防护性能。方法采用电化学阻抗谱技术研究军绿有机涂层和金属漆涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,分析这两种涂层在浸泡期间的电化学阻抗谱特征,通过拟合等效电路得到涂层电阻R_c和涂层电容C_c,并用这两个电化学参数评价军绿有机涂层和金属漆涂层的耐蚀性能。结果军绿有机涂层抗腐蚀介质渗透能力很强,而金属漆涂层抗腐蚀介质渗透能力稍弱。结论两种涂层都表现出很好的防护性能,且金属漆涂层在腐蚀后期的防护性能要优于军绿有机涂层。     

油罐常用环氧煤沥青涂层的防护寿命研究

利用电化学阻抗谱（EIS）测试技术,研究储油罐起防护作用的环氧煤沥青涂层逐渐被破坏后的阻抗变化规律。结果表明,涂层上孔洞面积增大到一定程度时,10mHz频率处10^3Ω数量级的总阻抗值是判定环氧煤沥青涂层防护性能失效的量值。     

环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡中的失效研究

目的 研究20#钢表面环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡(3.5％NaCl溶液,45℃12 h+RT 12 h)试验中的失效过程与行为.方法 采用电化学交流阻抗(EIS)测试、开路电位(OCP)监测、扫描电镜观察与分析(SEM/EDS)以及红外光谱(FTIR)等方法研究涂层在两种试验环境中的失效特征和对20#钢的保护作用,并探讨涂层失效的低频阻抗评价标准.结果 涂层试样分别在中性盐雾79 d和高低温循环浸泡160 d后,表面开始出现锈点,失去对基体的保护作用,此时低频阻抗(|Z|0.01 Hz)值降至7×104?·cm2左右.除了屏蔽作用以外,环氧富锌-石墨烯涂层还可为钢基体提供一定的阴极保护作用,其中高低温浸泡环境中的阴极保护作用时间略长.在两种加速试验环境中,涂层后期的失光率均处于"明显失光",色差值达到或接近"较大变色".红外光谱显示,涂层中的特征官能团未发生明显的变化.结论 通常利用低频阻抗(|Z|0.01 Hz)低于1×106?·cm2来衡量有机涂层(不含导电颗粒)失效的判据,不适用于评价碳钢表面的环氧富锌-石墨烯涂层体系,对于该体系的失效评价可能需要再降低近2个数量级,约为7×104?·cm2左右.     

军绿有机涂层破损腐蚀行为研究

目的研究不同破损程度下军绿有机涂层的腐蚀行为,确定破损率对其防护性能变化的影响。方法通过人工制作不同的破损率,并利用电化学阻抗谱技术,研究不同破损程度下军绿有机涂层的电化学特征。结果根据不同破损程度下的军绿有机涂层的电化学特征,确定了涂层从完好到失效的四个阶段,初始完好阶段(破损率K≤0.0004%)、破损增大阶段(0.0016%K≤0.04%)、破损过大阶段(0.16%K≤1%)和失效阶段(4%K≤16%)。结论破损率K为0.04%的点是该涂层防护性能急转直下的转折点,因此破损率K大于0.04%时,应及时对车辆表面涂层进行修补和防护。     

环氧涂层在不同温度海水中的失效行为研究

目的研究环氧涂层在不同温度海水环境中的腐蚀失效行为。方法采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究两种海水环境中涂层的EIS特征,同时分析涂层电阻和涂层电容的变化,以研究环氧涂层防护性能随浸泡时间的变化。结果涂层在15℃海水中浸泡1440 h时,阻抗值下降至106?·cm2以下,而在30℃海水中仅浸泡72h时,阻抗值就已下降至106?·cm2。随着浸泡时间的增加,涂层在15℃海水中的EIS响应由高阻抗的单容抗弧变为双容抗弧,而在30℃的海水中,EIS响应首先由单容抗弧演变为双容抗弧,随后又出现了明显的Warburg扩散阻抗特征。涂层电容在两种温度的海水中均呈上升趋势,电阻呈下降趋势。结论涂层在30℃海水中的劣化速度加快,是因为升高温度能够降低涂层与金属间的结合力,加快了海水向涂层内部渗透的速率。由于温度的升高加快了溶解氧的扩散速率,使得氧扩散过程成为腐蚀反应的控制步骤,从而导致了涂层在30℃海水中的EIS响应出现了明显的Warburg扩散阻抗特征。当环氧涂层在15℃与30℃的海水中浸泡1800 h时,其防护性能的变化可以分为快速下降、缓慢下降、趋于稳定三个阶段。     

30CrMnSiA钢有机涂层电化学研究

目的研究30Cr Mn Si A钢零部件表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的抗腐蚀能力。方法在试验过程中采用加速环境谱,利用电化学阻抗谱(EIS)方法研究30Cr Mn Si A钢试样表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的腐蚀情况。结果涂有1层H06-076底漆的30Cr Mn Si A试样只经历了1个周期的加速环境谱就发生了腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的涂层失效与宏观观察到的基体金属腐蚀吻合较好。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的10 Hz处相位角的变化规律与0.1Hz处阻抗模值的变化规律一致。结论 30Cr Mn Si A在只涂1层H06-076底漆的情况下其抗腐蚀性能很差,在外场大气环境中使用极易发生腐蚀。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为并评估涂层的保护性能。     

直升机旋翼桨叶有机涂层防护性能在户内加速试验中的变化

目的考核评价高原环境下服役的直升机旋翼桨叶典型结构及其防护体系的耐腐蚀性能。方法利用建立的模拟高原环境加速试验谱,再现直升机旋翼桨叶结构防护体系实际服役过程中出现的腐蚀损伤,采取电化学阻抗谱测试研究涂层阻抗的变化。结果经历8个周期的户内加速试验后,新修桨叶试验件表面有机涂层Bode曲线呈现小幅下降,即有机涂层防护性能下降;报废桨叶试验件表面有机涂层的特定频率电化学阻抗模值与原始情况相比仅下降了不到1个数量级。结论报废桨叶试验件表面有机涂层电化学阻抗模值曲线在8个周期后仍然小幅高于未经历户内加速试验的新修桨叶试验件。     

车辆装备涂层局部微小破损对防护性能的影响研究

目的探究车辆装备有机涂层在微小破损之后性能的变化情况,并通过完好涂层防护能力的对比分析,间接预测微小破损涂层的服役寿命。方法利用某型现役装备涂层作为试验样本,进行综合环境下的循环加速腐蚀试验,最后利用EIS分析实验数据,分析两者防护性能的差别。结果完好涂层与破损涂层的防护性能均出现了大幅度的下降,两者在经过10个周期的腐蚀试验之后,都失去了防护能力,出现了大面积锈迹。完好涂层的低频阻抗模值|Z|0.1 Hz在试验初期处于1010Ω·cm2数量级,最后下降到106Ω·cm2以下;初始状态破损涂层的低频阻抗模值|Z|0.1 Hz为1.2×105Ω·cm2,9个腐蚀周期之后下降至5.7×103Ω·cm2,下降了2个数量级。结论破损涂层在腐蚀初期更多地表现出电容性质,其试验初期的防护能力大约相当于完好涂层经历6~7次循环试验之后的防护能力,破损部分随着腐蚀周期的变化呈现“钝化—溶解—再钝化—再溶解”的周期性变化规律。     

基于PSD曲线的军用车辆有机涂层防护性能研究

目的研究两种军用车辆有机涂层的防腐蚀性能。方法利用两种军用车辆有机涂层作为样本,以湿热、紫外、中性盐雾、酸性盐雾为4个环境因子,组合成多因子综合腐蚀试验,用电化学噪声频域分析处理试验数据,对比研究两种车辆装备涂层的防腐蚀性能。结果10个周期之后,两种涂层均完全破坏,其中,灰色有机涂层H的初始状态为9.55×10⁸Ω/cm²,9个周期之后降低了2个数量级,为1.3×10⁶Ω/cm²;金属漆涂层的初始状态为1.8×10⁹Ω/cm²,9个周期之后减小1个数量级,为3.62×10⁸Ω/cm²。曲线斜率Si的变化趋势与噪声强度相反,在腐蚀速率快的时候,斜率变小,表现在图像上为直线更陡;与之相反,腐蚀速率慢的时候曲线斜率变大,变得更为平缓。结论金属漆涂层的防护性能优于灰色有机涂层。     

军用防腐涂料涂装的发展探讨

对国内外武器装备腐蚀控制的基本现状进行分析。论述了防腐涂料涂装技术在装备腐蚀控制中的重要作用。通过对美军腐蚀控制策略和在研军用防护涂层项目的分析．提出了军用防腐涂料涂装技术的发展方向。根据我国目前军用防护涂层的发展状况，提出我国发展军用防腐涂料涂装技术建议。     

防护性有机涂层失效研究的发展趋势

结合目前国内外防护性有机涂层失效研究现状,总结了该领域在环境因素的协同作用,力学因素对涂层耐久性的影响,综合评价涂层防护性能的表征方法和预测涂层失效的数学模型等方面的若干新进展。扼要叙述了该领域当前的主要研究需求,提出了针对未来研究工作的若干建议,包括应更重视环境因素之间的相互作用,通过叠加不同环境因素的加速模拟试验研究环境因素在涂层失效中的协同效应。研究不同形式、不同大小的载荷对涂层失效机理的影响,研究力学因素、老化因素和腐蚀过程在涂层失效中的交互作用。利用涂层防护性能物理、化学参数的测量结果建立预测涂层防护性能下降的数学模型,以实现涂层性能评价和涂层寿命预测。     

沿海地区输电铁塔防护涂层耐腐蚀性能研究

目的研究沿海地区输电铁塔防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为铁塔防护涂层寿命体系评定和修复提供试验依据。方法分别采用热镀锌、热镀锌/冷涂锌复合涂层、热镀锌/带锈环氧涂层三种技术方案,对铁塔角钢材料进行防腐保护,采用中性盐雾方法模拟沿海环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、极化曲线、以及阻抗谱等电化学手段对保护效果进行评价。结果热镀锌、热镀锌/冷涂锌复合涂层在盐雾150 h出现大面积腐蚀,热镀锌/带锈环氧涂层在盐雾2000 h未发生明显腐蚀。结论热镀锌/带锈环氧涂层的耐蚀性能优于热镀锌/冷涂锌漆和热镀锌涂层。