探析硅对电弧喷涂锌铝基合金涂层耐蚀性能的影响

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1、东北大学硕士学位论文硅对电弧喷涂锌铝基合金涂层耐蚀性能的影响姓名：马鹏程申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘奎仁20090701东北大学硕士学位论文摘要硅对电弧喷涂锌铝基合金涂层耐蚀性能的影响摘要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．AI．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

2、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．AI．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．AI．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

3、AI．Mg合金和AI．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Mga．5Na7Sil2AIl2048、Na3．6A13．6Sil2．4032、Mgo．36A12．4404等，在腐蚀抑制期的自封闭效果最好，最耐蚀。Zn．AI．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

4、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。关键词：腐蚀，电弧喷涂，CASS试验，失重，耐蚀性东北大学硕士学位论文AbstractTheImpactofSionCorrosionResistancePropertiesofElectricArcSprayingZincAluminumMetallicAlloyCoatingAbstrac

5、tElectricarcsprayingistheeconomicandeffectivemeanstoimprovethecorrosionresistanceandpaintingperformance．Atpresent，zincandzincaluminumcoatingiswidelyused，SOthecorrosionresistanceofsurfacecoatinghavemuchroomforimprovement．Improvingthecorrosionresistanceofzincaluminumcoating

6、isofgreatsignificance．Inthispresentwork，electricarcsprayingwasusedtoprepareZn-AI-Mg—RE-Sialloycoatings，andtheeffectofSicontentonthephysicalpropertyandthecorrosionresistancesofcoatingswereinvestigated．Theporosityofcoatingswasmeasuredbyboilingmethod，andthemicrohardnessofcoa

7、tingsurfacewasmeasuredbyVickershardnesstest，withthebondstrengthbeingmeasuredbypairsampletensiletest．ThecompositionofcoatingsandcorrosionproductsWasinvestigatedbyXRD，whilethemorphologiesofcoatingsbeforeandafterCASStestWasinvestigatedbySEM．TheeffectofSicontentoncorrosionres

8、istanceofcoatingsandtheelectrochemicalpropertiesofalloycoatingsincorrosionprocesswereinvestigate