有機(jī)涂層——經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕技術(shù)

    涂裝技術(shù)是保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)的重要措施之一，有機(jī)涂層施工簡(jiǎn)便、防護(hù)效果好，已經(jīng)成為目前較經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕技術(shù)。

    有機(jī)涂層優(yōu)與劣

    有機(jī)涂層能與金屬緊密結(jié)合，防止腐蝕介質(zhì)與金屬基質(zhì)相接觸，延長(zhǎng)金屬材料的使用壽命。但是，有機(jī)涂層在服役過(guò)程中會(huì)受紫外線、鹽霧、濕熱以及其它腐蝕介質(zhì)的影響而產(chǎn)生微孔或間隙，成為氧氣、水分子、腐蝕性離子侵入涂層/金屬界面的通道，引起涂層自身防腐性能下降，并促進(jìn)基體金屬腐蝕。

    失效過(guò)程和老化機(jī)理的研究很有必要

    通過(guò)研究有機(jī)涂層的失效過(guò)程和老化機(jī)理，實(shí)現(xiàn)涂層老化狀態(tài)的早期診斷和預(yù)警，對(duì)于實(shí)現(xiàn)涂層的預(yù)防性維修，避免涂層失效帶來(lái)的金屬腐蝕損失具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

    宏觀電化學(xué)方法

    1、直流電化學(xué)極化

    直流電化學(xué)極化在測(cè)試涂層防腐性能時(shí)主要有直流電阻法、電位/時(shí)間法、極化曲線法、極化電阻法、動(dòng)電流法等。

    電位/時(shí)間法是通過(guò)測(cè)定涂裝金屬電極的電位隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)評(píng)價(jià)涂層的防護(hù)狀態(tài)。

    直流電阻法是通過(guò)將涂層等效為一個(gè)高阻值的電阻，通過(guò)電位-電流曲線的斜率來(lái)計(jì)算涂層電阻。

    極化曲線是采用Tafel極化，通過(guò)Butler–Volmer電化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程求出涂層體系的自腐蝕電位和基體金屬的自腐蝕電流密度等，進(jìn)而評(píng)價(jià)涂層的防護(hù)能力。

    這些測(cè)試方法一般需要對(duì)樣品施加較高的電位或電流擾動(dòng)，由于強(qiáng)極化會(huì)加速涂層自身衰變，并產(chǎn)生不可逆的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)涂層的無(wú)損原位監(jiān)測(cè)，因此這些方法一般是在實(shí)驗(yàn)室里作為輔助方法，不能作為現(xiàn)場(chǎng)涂層質(zhì)量與老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)的手段。

    2、電化學(xué)阻抗

    電化學(xué)阻抗譜是向被測(cè)體系施加小幅正弦波電壓擾動(dòng)信號(hào)，由體系的電流響應(yīng)信號(hào)得到阻抗譜或?qū)Ъ{譜，再根據(jù)不同的等效電路模型進(jìn)行分析、擬合。

    由于擾動(dòng)信號(hào)小，不會(huì)對(duì)涂層體系造成不可逆的影響，而且EIS測(cè)量頻率從10-3～105Hz，可以在很寬的頻率段得到涂層的電容、電阻、涂層/金屬界面雙電層電容、反應(yīng)電阻等和涂層老化過(guò)程相關(guān)的電化學(xué)參數(shù)。

    采用涂層阻抗來(lái)衡量涂層的耐蝕性時(shí)，電容值可以代表涂層滲透電解液的能力，反應(yīng)電阻可估算涂層下金屬腐蝕速率。該方法能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)涂層的防腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前，EIS被廣泛運(yùn)用在涂層防護(hù)與老化機(jī)理研究中。

    3、電化學(xué)噪聲技術(shù)

    電化學(xué)噪聲是指腐蝕著的電極表面所出現(xiàn)的一種電位或電流隨機(jī)自發(fā)波動(dòng)的現(xiàn)象，是一種電學(xué)狀態(tài)參量，能提供系統(tǒng)從量變到質(zhì)變的信息。

    1968年，LVERSON發(fā)現(xiàn)了腐蝕電化學(xué)體系中腐蝕電極電位隨時(shí)間的隨機(jī)波動(dòng)現(xiàn)象，首先確立了電化學(xué)噪聲，引起電化學(xué)噪聲的主要有涂層微裂紋、涂層起泡、電極表面鈍化膜的破壞與修復(fù)以及局部陰陽(yáng)極反應(yīng)活性的變化、環(huán)境溫度的改變等。

    ENM是一種原位、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，不用施加可能改變電極表面反應(yīng)的外界擾動(dòng)條件，就能評(píng)價(jià)涂層的防護(hù)能力，近年來(lái)在研究涂層腐蝕防護(hù)方面得到較快發(fā)展。

    結(jié)語(yǔ)

    鑒于涂層自身的多樣性和復(fù)雜性，以及面對(duì)的環(huán)境的多變性，使得涂層性能評(píng)價(jià)變的困難和不確定，因此需要從多角度和多參數(shù)來(lái)分析涂層的性能變化。

    宏觀電化學(xué)測(cè)量技術(shù)能快速、方便地測(cè)量涂層的整體防護(hù)性能，但測(cè)試結(jié)果只能反映涂層的平均表現(xiàn)，無(wú)法描述涂層的局部缺陷和微觀變化。

    所以下次，小編將會(huì)帶大家了解微區(qū)電化學(xué)方法。感興趣的小伙伴不要錯(cuò)過(guò)哦~

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責(zé)任編輯：王元

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