本文關鍵詞：電弧噴涂Al-Zn-Si合金涂層的制備及耐海洋腐蝕性能研究

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【摘要】：在海上大型鋼結構的長效防腐蝕領域,熱噴涂鋅鋁合金防腐涂層技術正逐步替代純鋅、純鋁涂層技術,因此,研究Al-Zn涂層的制備及其耐蝕性能對其應用具有重要的工程價值。本文利用正交試驗的方法優(yōu)化了電弧噴涂工藝參數,并采用優(yōu)化后的工藝參數制備了Al-Zn-Si合金涂層與相同鋁含量的Al-Zn偽合金涂層。采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、X射線衍射儀等分析了涂層腐蝕前后的組織。通過鹽水全浸實驗、中性鹽霧實驗、電化學測量技術,對比研究了相同鋁含量的Al-Zn-Si合金涂層與Al-Zn偽合金涂層在不同模擬海洋環(huán)境下的耐蝕性能。為縮短實驗時間,在涂層表面進行人工劃叉破損處理,同時對部分涂層進行封孔后處理,研究封孔處理對涂層耐蝕性能的影響,并對Al-Zn-Si合金涂層的耐蝕機理進行了探討。研究結果表明,優(yōu)化后的最佳工藝參數為:噴涂電壓28 V,噴涂電流180 A,噴涂距離150mm,空氣壓力0.6 MPa。Al-Zn-Si合金涂層與Al-Zn偽合金涂層厚度均約為200μm,且前者比后者組織成分更均勻,經過鹽水全浸實驗150 d、中性鹽霧實驗60 d,偽合金涂層比Al-Zn-Si合金涂層被腐蝕破壞更嚴重;涂層表面破損處均發(fā)生良好的自修復作用;封孔處理減輕了腐蝕破壞作用。Al-Zn-Si合金涂層與偽合金涂的腐蝕電流密度分別為2.482×10-5 A·cm-2、5.901×10-5A·cm-2,兩涂層封孔處理后腐蝕電流密度分別為1.3×10-5 A·cm-2、1.35×10-5 A·cm-2。封孔處理后Al-Zn-Si合金涂層的電化學阻抗模值增加,Al-Zn-Si合金涂層的腐蝕產物主要為堿式氯化鋅,鋅鋁羥基碳酸鹽,堿式氯化鋁。
【關鍵詞】：Al-Zn-Si合金 Al-Zn偽合金 電化學測量 耐蝕性 封孔
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 金屬材料在海洋環(huán)境中的腐蝕與防護13-19
• 1.1.1 金屬材料腐蝕的危害13-14
• 1.1.2 海洋環(huán)境腐蝕特點14
• 1.1.3 金屬材料在海洋環(huán)境中的防護措施14-17
• 1.1.4 海洋環(huán)境下金屬材料腐蝕研究進展17-19
• 1.2 熱噴涂技術19-22
• 1.2.1 電弧噴涂技術的原理19-21
• 1.2.2 電弧噴涂技術的特點21-22
• 1.3 電弧噴涂Zn-Al系長效防腐涂層及其發(fā)展現狀22-26
• 1.3.1 Zn涂層22
• 1.3.2 Al涂層22-23
• 1.3.3 Zn-Al合金涂層23-24
• 1.3.4 電弧噴涂Zn-Al系涂層耐蝕性能研究進展24-26
• 1.4 封孔劑在Zn-Al系防腐涂層中的應用26-27
• 1.5 本文的研究內容，意義及實驗方案27-29
• 1.5.1 研究內容及意義27
• 1.5.2 實驗方案27-29
• 第二章 實驗材料及方法29-34
• 2.1 實驗材料與涂層制備29-30
• 2.1.1 實驗材料29
• 2.1.2 涂層的制備29-30
• 2.2 涂層的組織結構分析30-31
• 2.2.1 涂層外觀和孔隙率的測定30
• 2.2.2 涂層組織形貌的觀察30
• 2.2.3 涂層成分及物相分析30
• 2.2.4 涂層結合強度的測試30-31
• 2.3 涂層的耐蝕性能測試31-32
• 2.3.1 鹽水全浸實驗31
• 2.3.2 中性鹽霧實驗31-32
• 2.3.4 電化學測量32
• 2.4 封孔處理32
• 2.5 實驗儀器及設備32-34
• 第三章 電弧噴涂工藝參數優(yōu)化及涂層組織結構分析34-46
• 3.1 電弧噴涂工藝參數的優(yōu)化34-36
• 3.1.1 正交試驗的原理34
• 3.1.2 正交試驗方案設計34-36
• 3.2 正交試驗結果分析36-39
• 3.3 涂層的組織結構分析39-44
• 3.3.1 涂層的宏觀表面形貌39
• 3.3.2 涂層的顯微組織結構39-44
• 3.4 本章小結44-46
• 第四章 涂層在模擬海洋環(huán)境下的耐蝕性能46-72
• 4.1 涂層的耐鹽水腐蝕性能46-58
• 4.1.1 涂層的鹽水全浸實驗腐蝕形貌46-53
• 4.1.2 腐蝕產物成分及物相分析53-58
• 4.2 涂層的耐中性鹽霧腐蝕性能58-63
• 4.2.1 涂層的中性鹽霧實驗腐蝕形貌58-60
• 4.2.2 涂層腐蝕產物成分及XRD物相分析60-63
• 4.3 涂層的電化學腐蝕性能63-70
• 4.3.1 涂層自腐蝕電位的測量63-65
• 4.3.2 涂層的極化曲線測試65-66
• 4.3.3 Al-Zn-Si合金涂層的電化學阻抗譜測量66-70
• 4.4 Al-Zn-Si合金涂層的耐蝕機理探討70-71
• 4.5 本章小結71-72
• 第五章 封孔處理對涂層耐蝕性能的影響72-83
• 5.1 封孔涂層的耐鹽水腐蝕性能72-74
• 5.1.1 封孔涂層的鹽水全浸實驗腐蝕形貌72-74
• 5.2 封孔涂層的耐中性鹽霧腐蝕性能74-75
• 5.2.1 封孔涂層的中性鹽霧實驗腐蝕形貌74-75
• 5.3 封孔涂層的電化學腐蝕性能75-81
• 5.3.1 封孔涂層自腐蝕電位的測量75-76
• 5.3.2 封孔涂層的極化曲線測試76-77
• 5.3.3 Al-Zn-Si合金封孔涂層的電化學阻抗譜測量77-81
• 5.4 本章小結81-83
• 第六章 總結與展望83-85
• 6.1 總結83-84
• 6.2 本文的創(chuàng)新點84
• 6.3 展望84-85
• 參考文獻85-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目91

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