离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究

目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能。方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%Na Cl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析。结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质。结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异。     

后处理对离子镀铝涂层腐蚀性能的影响研究

研究了喷丸和化学氧化后处理方法对离子镀铝涂层微观形貌和耐腐蚀性能的影响,并对离子镀铝、电镀锌、低氢脆镀镉、氯化铵镀镉等4种涂镀层的耐腐蚀性能和与铝合金的接触腐蚀进行了对比研究.研究表明通过喷丸可有效地减少镀层孔隙率,提高镀层致密度;喷丸 化学氧化,化学氧化后的离子镀铝层具有良好的耐腐蚀性能;离子镀铝涂层耐腐蚀性能大大高于锌镀层,但低于同等厚度的镉镀层,离子镀铝涂层与7B04铝合金的接触腐蚀性能略优于其他3种镀层.     

海洋环境设备涂层老化和失效的影响因素研究

目的 研究海洋设备涂层老化和失效的影响因素。方法 选择现有海洋设备涂层进行户外暴露试验和实验室加速环境试验,分析防护涂层的失光度和色差变化规律。结果 在实验室条件下成功模拟了加速海洋环境中的涂料老化,加速试验结果与户外暴露结果相关性较高。在海洋自然环境下暴露6个月后,涂层失光率降低,暴露18个月后出现粉化。结论 利用紫外光老化和盐雾试验,设定合适的环境试验参数后,实验室加速环境试验可代替户外暴露试验,缩短试验周期。涂层的配套设计、涂敷的基材结构形状、涂层施工过程等因素可直接影响涂料的老化、失效,进而引起基体腐蚀。     

电镀锌镍合金与热渗锌涂层热带海洋大气环境腐蚀规律对比分析

目的 解决钢铁表面金属涂层在热带海洋大气环境中易腐蚀损伤或失效的问题,选择对热带海洋大气环境耐腐蚀性能优良的金属涂层,提高钢铁工件的使用寿命。方法 在某热带海域进行户外暴露试验,对钢铁试片电镀锌镍合金和热渗锌2种金属涂层的腐蚀规律进行研究。通过扫描电镜、X射线能谱仪、光学显微镜、划格试验等,对锌镍合金镀层和热渗锌涂层的表面形貌、化学成分、截面形貌、涂层厚度及附着力等分别进行观察与测试。结果 电镀锌镍合金镀层主要发生选择性腐蚀和点蚀,在720d内具有较好的腐蚀防护性能。热渗锌层以均匀腐蚀为主,涂层微裂纹促进了腐蚀,在90 d内基体无腐蚀,360～720 d涂层的腐蚀速率较快。结论 在采用的2种金属涂层工艺中,电镀锌镍合金镀层的耐腐蚀性能远优于热渗锌涂层。相对于该热渗锌涂层,电镀锌镍合金镀层更加适合作为钢铁工件金属涂层在该海域大气环境中长期使用。     

Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀性能及表面特征研究

目的 研究Al/BN封严涂层在海洋环境下的腐蚀历程。方法 使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学等测试方法,对Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀行为、形貌、显微结构、相组成及耐腐蚀等性能进行研究,分析Al/BN封严涂层在盐雾试验中的电化学腐蚀过程。结果 在96 h盐雾试验中,Al/BN封严涂层的腐蚀过程分为2个阶段,分别为孔蚀形成期和孔蚀发展期。在前72 h的盐雾腐蚀时间里,Al/BN封严涂层的腐蚀产物对于孔洞的堵塞越来越严重,自腐蚀电流密度也处于下降状态,表明Al/BN封严涂层的腐蚀产物有效地阻止了腐蚀速度的加剧。在第2阶段,阻抗值有所下降,是因为腐蚀产物龟裂或孔洞内局部酸化造成。结论 Al/BN涂层的腐蚀产物对Al/BN封严涂层的自腐蚀速率有比较大的影响。     

NdFeB磁体表面环保型Zn-Al涂层的盐雾腐蚀行为

目的 研究NdFeB磁体表面环保型Zn-Al涂层在盐雾环境中的腐蚀行为。方法 采用SEM、XRD、EDS、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱等对Zn-Al涂层的形貌、物相、成分结构进行分析。通过电化学曲线探究Zn-Al涂层在盐雾环境中的腐蚀机理。结果 在NdFeB磁体表面制备的环保型Zn-Al涂层的耐盐雾腐蚀时间不少于1 000 h。在盐雾腐蚀环境中,Zn-Al涂层表面逐渐被白锈覆盖,失去金属光泽,腐蚀至1 126 h时,Zn-Al涂层表面出现红色锈点,涂层微观组织呈蜂窝状结构,并出现微裂纹。腐蚀产物由Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O、Al_(9)SiAl_(12)(OH)_(18)(AlO_(4))(Si_(5)O_(16))Cl、Fe_(2)O_(3)和极少量的Zn、Al组成。腐蚀前期,Zn-Al涂层表面的钝化膜、硅烷膜起保护作用;随腐蚀进行,膜层破坏暴露出片状金属粉,金属粉活化,涂层发挥牺牲阳极保护作用;腐蚀后期,腐蚀介质通过涂层微裂纹穿透涂层至磁体,涂层牺牲阳极的保护作用和物理屏蔽保护作用显著减弱,直至失效。结论 环保型Zn-Al涂层可显著提高NdFeB磁体的耐中性盐雾腐蚀性能。     

某型飞机防护体系性能优选试验研究

目的采用盐雾对比试验,优选获得抗腐蚀性能优异的防护体系。方法选用飞机常用的两种结构材料(2024、30Cr Mn Si A)的几种备选防护体系,开展盐雾加速腐蚀试验。结果铝合金试件经过10个周期盐雾加速腐蚀试验,涂层鼓泡失效,基体未发生腐蚀;经过7个周期加速腐蚀试验,结构钢试件预制划痕处涂层剥落、基体腐蚀。结论铝合金外部防护体系B方案(铬酸阳极化+37底漆+E面漆)和内部防护体系H方案(铬酸阳极化+TB06底漆)最佳,结构钢推荐选用GE方案(镀镉+钝化+TB06底漆+TS96面漆)。     

蒙皮涂层在地中海气候和热带沙漠气候过渡地区的腐蚀行为模拟

目的再现地中海和热带沙漠过渡气候环境下飞机蒙皮涂层的腐蚀特征。方法采用单项试验、组合循环试验等方式对涂层试样开展模拟加速试验,观察涂层的腐蚀形态。采用扫描电镜和X射线光电子能谱分析技术研究样品表面的显微形貌及元素含量变化情况。结果盐雾试验、周期浸泡试验和湿热-盐雾-光老化组合循环试验中,样品均出现了起泡现象,这几种试验方法均强化了腐蚀介质Cl?的作用。盐雾试验和湿热-盐雾-光老化组合循环试验中的腐蚀形态与实际使用中出现的腐蚀现象基本一致。周期浸泡试验中,除起泡外,涂层还出现了实际使用过程中未出现的玷污现象。结论盐雾试验的模拟效率最高,蒙皮涂层出现起泡主要是当地大气和地下水中Cl?的作用。     

超高强度钢无氰镀镉-钛层在循环湿热试验条件下的腐蚀变化规律研究

目的研究超高强度钢表面无氰镀镉-钛层在循环湿热条件下的腐蚀变化规律。方法对超高强度钢表面无氰镀镉-钛层试样进行循环湿热试验,对各个加速时间段的试样进行宏观照片及微观照片的拍摄,并运用电化学测试分析的方法研究试样在加速试验各时间段的腐蚀变化规律。结果超高强度钢表面无氰镀镉-钛层经历384 h的循环湿热试验后,镀层首先开始出现腐蚀现象。试样的腐蚀失质量损失随试验时间的延长逐渐增加,且呈现出在试验初期(≤384 h)的增量相对较小,试验中后期(384 h)的增量相对较大的特征,腐蚀动力学方程和曲线的特征也表明,试样在循环湿热试验后期的腐蚀速率相对较大。经历1536 h循环湿热试验的试样在0.01 Hz处的阻抗模值下降为10~2?。结论循环湿热条件下,在加速试验初期,超高强度钢表面无氰镀镉-钛层试样表面镀层开始发生腐蚀,中期腐蚀现象减缓,后期腐蚀现象明显。质量损失数据与试验时间关系的幂函数拟合方程为D(t)=0.013t~(1.2095),相关指数R~2=0.9879。     

腐蚀环境下典型“钛‒铝”复合耳片腐蚀防护性能研究

目的 研究腐蚀环境下典型“钛–铝”复合耳片的腐蚀防护性能。方法 开展典型“钛–铝”双耳两层结构的加速腐蚀环境试验,共10个周期。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构的腐蚀形貌、腐蚀产物,研究“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护性能。结果 在腐蚀环境下,“钛–铝”复合耳片结构中衬套周围异种金属连接部位的电偶腐蚀敏感性高,其他部位防护体系的耐蚀性较好。经过10个周期的加速试验,衬套周围铝合金结构发生较为严重的点蚀,各蚀坑扩展相连,形成较大蚀坑。在第10周期,典型“钛–铝”复合耳片铜衬套周围铝合金蚀坑处出现裂纹扩展,并发生腐蚀疲劳破坏。结论 增强典型“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护措施,加强典型“钛–铝”复合耳片异种金属接触部位的日常维护,能有效提高结构的腐蚀防护能力。     

冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层在海洋大气环境下的腐蚀行为研究

目的 研究海洋大气环境对冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层腐蚀损伤行为的影响,为提高合金钢的耐腐蚀性能提供依据.方法 采用冷喷涂技术在合金钢30CrMnSi表面制备Ni/Al2O3复合涂层,在万宁近海岸户外和海洋平台分别暴露6个月后,采用扫描电镜、电化学工作站等分析检测技术,研究Ni/Al2O3复合涂层在万宁海洋大气环境下...     

热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究

目的 研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为,为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。方法 采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层,通过户外暴露试验,采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法,对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。结果Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。在0～540 d周期内,涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn₆Al₂(OH)₁₆CO₃·H₂O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn_0.70Al_0.30(OH)₂(CO₃)_0.15·x H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO_3<...     

多因素综合海洋气候自然加速试验技术相关性和加速性验证

目的对新研发的多因素综合海洋气候环境自然加速试验技术相对热带海洋气候环境户外暴露试验的相关性和加速性进行验证。方法分别采用多因素综合海洋气候环境自然加速试验装置和对应的试验方法企业标准,以及传统的户外暴露试验方法,以不同表面处理工艺的汽车紧固件、标准金属、有机涂层和塑料为样品进行验证试验,采用Spearman秩相关系数法和加速因子(AF)法对相关性和加速性进行进一步验证。结果紧固件、标准金属和有机涂层在多因素综合海洋气候环境自然加速试验和海洋气候环境户外暴露试验过程中,都表现出相同的腐蚀失效模式。多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对远海场(离海岸线350 m)户外暴露试验紧固件秩相关系数为1,镀锌镍合金紧固件、无铬锌铝涂层紧固件、拉弗莱紧固件和石墨烯紧固件的加速倍率分别为7.7,11.3,10.3,13.5倍;标准金属秩相关系数为0.8,Q235、工业纯铝、工业纯锌和工业纯铜的加速倍率分别为11.8,11.5,9.3,3.7倍。多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对海洋平台户外暴露试验标准金属秩相关系数为1,Q235、工业纯铝、工业纯锌和工业纯铜的加速倍率分别为3.4,2.1,4.5,2.2倍。结论多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对海洋气候环境户外暴露试验具有良好的相关性,而且对海洋平台的相关性更好。对于紧固件表面处理工艺、标准金属和有机涂层而言,多因素综合海洋气候环境自然加速试验相对海洋气候环境户外暴露试验具有高的加速倍率。     

几种典型金属材料西沙海洋飞溅区腐蚀行为规律研究

目的研究几种典型金属材料在西沙海洋飞溅区的腐蚀行为规律。方法通过外场暴露试验,分析3种钢、1种铜和3种铝合金材料暴露0.5,1,2 a后的腐蚀形貌与动力学规律。结果 3种钢的腐蚀质量损失与点蚀均较为严重,T2整个表面均匀减薄的同时,会产生大量微小的腐蚀坑,3种铝合金发生以点蚀为主的局部腐蚀,伴随有晶间腐蚀、选择性腐蚀等。结论试验条件下,3种钢中Q235耐蚀性最差,T2整体耐蚀性较好,3种铝合金中5083耐点蚀性能最差,5052略优于6063。     

电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过自然暴露试验,研究了航空钢结构常用的电镀Cd层在我国南部热带海洋大气环境中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了电镀Cd层的表面微观结构和腐蚀形貌;采用电化学交流阻抗谱(EIS)表征了电镀Cd层在腐蚀介质中的表面细微结构及其在自然暴露过程中的变化规律,分析了镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀过程和腐蚀机理。研究发现,电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀主要包括含Cr钝化膜的局部破损和镀层本身的腐蚀两个方面,电镀Cd层的腐蚀产物膜能够有效抑制腐蚀扩展。相对于近海户外大气环境,海洋平台户外的高湿度和高盐分大气环境对含Cr钝化膜的穿透性更强,对镀Cd层的腐蚀更加严重。     

30CrMnSiA合金钢3种涂层体系耐蚀性研究

目的研究西沙海洋环境下30CrMnSiA合金钢三种(C1,C2,C3)涂层体系的耐腐蚀性能。方法在西沙海域环境开展30CrMnSiA合金钢三种涂层的自然暴晒实验,暴晒实验时间为3年,分别通过测试光泽度、色差、电化学阻抗值等手段检测腐蚀状况来研究腐蚀特点。结果三种涂层的光泽度和色差随着时间的增长逐渐减少,暴晒后三种涂层的光泽度和色差相差不大,但三种涂层检测的电化学阻抗值相差很大,且C1涂层阻抗值明显大于C2和C3涂层。结论 C1涂层体系相较于C2和C3两种涂层体系有更高的耐腐蚀性能。     

西沙海洋大气环境中典型材料腐蚀形貌识别

目的获得西沙海洋大气环境中典型材料的表面腐蚀形貌参数,分析其腐蚀规律。方法采用室外大气暴露试验,研究5052铝合金、304不锈钢和EH36低合金钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀形貌及腐蚀规律,并采用图像数字处理方法识别试样表面腐蚀特征。结果 EH36钢的大气腐蚀形貌以均匀腐蚀和腐蚀坑为主,而5052铝合金以及304不锈钢以点蚀为主,EH36低合金钢的腐蚀速率明显高于5052铝合金和304不锈钢。三种典型材料腐蚀面积百分比与腐蚀坑面积百分比的变化趋势相同,5052铝合金和EH36低合金钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与二者腐蚀速率变化规律一致,而304不锈钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与其腐蚀速率变化规律相反。5052铝合金和EH36低合金钢1年周期试样的腐蚀坑数目均大于2年周期试样,而对于304不锈钢,1年周期试样的腐蚀坑数目与2年周期试样差别不大。结论西沙大气环境中,三种典型材料的腐蚀速率、腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比均有明显不同,对同一种材料,其正面的腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比、腐蚀坑数与背面也有较大差别。