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1、海洋环境下热喷涂锌_铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况??????????????????发展论坛海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况李言涛,侯保荣(中国科学院海洋研究所,山东青岛??266071)[摘??要]??综述了国内外几十年来在不同海水环境中对热喷涂锌铝及其合金涂层防护性能和机理研究的成果。热喷涂锌铝及其合金涂层在海洋环境中具有优良的长效防护性能,锌具有优良的电化学保护性,铝具有比锌更好的化学稳定性,锌铝合金既保留了锌的电化学特点,又具有铝的化学稳定性能。指出了今后的研究重点应该是金属与有机复合层在浪花飞溅区苛刻腐
2、蚀环境下界面的腐蚀规律和腐蚀机理的探讨,对金属与有机复合层界面的腐蚀原因在理论上做出了本质的解释,并能预测涂层体系的防腐蚀寿命。[关键词]??热喷涂;锌铝合金;电化学性能;海洋环境;防腐蚀机理[中图分类号]??TG174.4??[文献标识码]??A??[文章编号]??1001-1560(2005)09-0030-050??前??言对于常温下的大气腐蚀,锌、铝和锌铝合金涂层具有优良的耐腐蚀性能,锌、铝对于钢铁是阳极———————————————————————————————————————————————性材料,即使涂层稍有缺陷也会通过
3、牺牲阳极来保护钢铁基体,使其免受腐蚀,因而被广泛用作钢铁构件的防腐蚀涂层。采用热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁构件和构筑物进行长效防护,国外早在20世纪20年代就已开始应用,至今仍是普遍采用的防护措施。我国从20世纪50年代末开始喷锌、喷铝的应用研究。国内外大量的研究及应用结果表明,热喷涂锌、铝及其合金涂层是最有效和最经济的防护方法。为了更好地将热喷涂锌、铝及其合金涂层推广应用于海洋环境中钢铁构筑物的长效防护,国内外腐蚀工作者进行了长期的外海现场挂片暴露试验和实际海洋工程应用,在试验室内外对不同海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层的防腐蚀性
4、能和机理也进行了大量的研究。金拉出丝、添加Be的拉拨丝、以Zn丝为芯的Al包Zn丝及纯Zn丝喷在试样上,以中性盐雾试验评价涂层的耐蚀性和防锈能力[1]。其结果表明:涂层的耐蚀性能从高到低依次顺序为Al包Zn合金涂层,ZnAl合金涂层,加Be的ZnAl合金涂层,Zn涂层;Al包Zn合金喷涂层因为组织异相分散,由微小的腐蚀电池作用形成完整的腐蚀生成物保护膜从而提高了其耐腐蚀性能;喷涂层的防锈能力随着涂层厚度增加而上升;各喷涂层的防锈能力依次为A,lAl包Zn,ZnA,lBeZnA,lZn。三浦博文等对喷涂Zn,A,lZnAl合金层的试样试验
5、表明[2]———————————————————————————————————————————————:80??m厚的喷Zn涂层700h出现点状红锈,其后逐渐增多;80??m厚的喷Al涂层140h出现数点细微的点状红锈,其后几乎无变化;同样厚度的ZnAl合金涂层只是表面颜色变黑,无红锈出现;涂层厚度随时间的变化规律是时间增加Zn涂层减少量较大,Al涂层厚度减少量较小,而ZnAl合金涂层厚度减少量最低,并在一定时间后厚度几乎无变化。ThomasonWH将封闭和未封闭的喷涂铝层的钢试样在盐雾箱(ASTM117)中持续暴露9个月(相当于20
6、a左右的北海环境暴露条件)其结果表1??中性盐雾试验森木纯司等通过火焰喷涂将ZnAl(50??50)合????[收稿日期]??2005040330??海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况明[3]:带有硅树脂封闭层的试样没有腐蚀的迹象,(3)封闭处理的喷涂层与未封闭喷涂层的腐????但未封闭的喷铝涂层遭到了明显的破坏,但涂层下蚀状况相比,封闭提高了喷涂层的防腐蚀性能;??的钢基体只受到轻微的破损;大部分破损出现在暴(4)用硅树脂封闭的喷铝涂层具有最佳的防????露后期,如果在使用中涂层出现这类破损,那么将腐蚀性能。??会有
7、时间维修涂层。同时未封闭的涂层能为飞溅因此,中性盐雾试验主要是对不同的锌铝喷涂????区环境中的钢表面提供———————————————————————————————————————————————保护。层的耐腐蚀性能进行了评价,其中硅树脂封闭的喷??植野军二等进行了封孔处理的Zn,A,lZnAl合铝涂层的耐腐蚀性能最好。??金喷涂层的盐雾试验[4]。3种封孔剂对涂层的封闭增长能力依次为:硅树脂>环氧树脂>聚四氟乙2??浸渍试验烯树脂。使用硅树脂封孔处理的喷涂层不管何种SpinderH等将有64mm宽空白区的喷涂试样涂层均
8、呈现最佳的防锈能力。封孔处理的各种喷在试验室内进行了两年的浸渍暴露试验,结果表涂层的防锈能力为:铝涂层>锌铝合金涂层>锌涂明,如果有一种良好的电解质存在且所喷涂金属层层。面积比合适,那么阴极保护
