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铝合金有机涂层界面丝状腐蚀的电化学监测与防护方法研究

摘 要

本文在参阅大量国内外文献的基础上,结合企业生产实际,主要针对海洋性气候下使用的铝合金材料,采用电化学监测系统(极化曲线、交流阻抗),通过一系列电参数(电容、电阻、电感等)的获得,对材料极易发生的丝状腐蚀这一类腐蚀行为进行监测,并结合企业提供的按常规方法得到的腐蚀数据,研究腐蚀的发生与发展动态规律,并提出腐蚀防护方法。本文的主要研究内容和结论如下:

以6063铝合金或典型的聚酯/6063铝合金喷涂型材(企业提供)作为研究对象制备试样。主要是对样品进行不同的前处理,包括酸洗浸洗、碱性浸洗以及二者结合,主要去除铝合金表面的第二相粒子,进而提高铝合金的抗腐蚀能力,抑制丝状腐蚀。

对发生丝状腐蚀的铝合金材料、经不同表面处理工艺制备的铝合金试样,采用扫描电镜(SEM)对表面形貌进行分析;采用EDS对腐蚀产物的成分进行测定,分析腐蚀产物的组成。

利用电化学工作站,采用电化学检测系统对前期制备的6063铝合金或典型的聚酯/6063铝合金喷涂型材(企业提供)试样进行监测,其中包括极化曲线和交流阻抗的测量,分析涂层下6063铝合金材料的丝状腐蚀动态发展规律,通过极化曲线和交流阻抗的测试,以及不同的前处理,研究不同合金含量对铝合金耐腐蚀性能的影响,其依据是:自腐蚀电流的大小和膜层的电阻值与铝合金的耐腐蚀性能有关,以此研究丝状腐蚀的发展规律。

采用归纳、演绎推理的方法对丝状腐蚀的热力学、动力学机理进行研究,并建立抑制模型。

合金元素的超标加速了铝合金与涂层界面丝状腐蚀的发展,尤其是Cu的超标使铝合金表层更容易产生丝状腐蚀。从而在添加合金元素时,有必要考虑到该合金元素对铝合金抗丝状腐蚀的影响程度,钛-锆体系钝化膜具有一定的防腐效果。碱性前处理的防腐效果要好于酸性前处理的效果,酸碱混合处理的方式在抑制丝状腐蚀方面表现的最好,腐蚀电流要比其他前处理低一到两个数量级。然而要表明的是,不同型号的铝合金抗丝状腐蚀所对应的最优前处理方式也是不同的。

关键词:铝合金;海洋气候;腐蚀电化学;丝状腐蚀;极化曲线;交流阻抗

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