高鋁含量鋅鋁偽合金涂層的制備及耐蝕性研究.pdf

1、鋅涂層和鋁涂層已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于鋼鐵結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)中。特別是Zn-Al合金涂層因?yàn)槠淞己玫目果}霧腐蝕性和電化學(xué)保護(hù)特性,受到人們的廣泛關(guān)注。然而高鋁含量的鋅鋁涂層的制備方法和耐蝕性能還缺乏深入的研究。 本文利用粉芯絲材結(jié)合雙金屬復(fù)合絲材技術(shù)成功制備了鋅鋁熱噴涂絲,并利用高速電弧噴涂的方法制備了不同Al含量的鋅鋁“偽”合金涂層。通過中性鹽霧試驗(yàn)、浸泡試驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)方法來研究涂層的耐蝕性,并運(yùn)用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微

2、鏡(SEM)、能譜儀(EDAX)、X-射線衍射儀(XRD)等測試手段,分析了原始涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)和腐蝕后腐蝕產(chǎn)物的形貌特征,綜合評價了電弧噴涂鋅鋁偽合金涂層在高氯環(huán)境下的腐蝕性能和腐蝕機(jī)理。 本論文的主要成果如下： (1)采用鋁帶包覆鋅鋁混合粉,制備出鋁含量高達(dá)52％～91％的鋅鋁粉芯絲材；采用鋁帶包覆實(shí)心鋅絲、鋅鋁合金帶包覆實(shí)心鋅絲,制備出鋁含量在19％～43％的鋅鋁雙金屬復(fù)合絲材。成功解決了高鋁含量實(shí)心絲材難以拉拔

3、成絲的難題,使方便地制備熱噴涂鋅鋁合金涂層成為可能。 (2)系統(tǒng)研究了高速電弧噴涂制備Zn-Al涂層的組織和性能。證明涂層組織為富鋅相和富鋁相的交替分布的層狀結(jié)構(gòu),屬“偽”合金涂層。涂層組織致密,孔隙率低于2％。涂層結(jié)合強(qiáng)度大于11MPa,且隨著鋁含量的增加而增大。 (3)通過浸泡試驗(yàn)及中性鹽霧試驗(yàn)考察了鋅鋁偽合金涂層在高氯環(huán)境下的耐蝕性,試驗(yàn)表明：偽合金涂層在該環(huán)境下的耐蝕性遠(yuǎn)好于純鋅和純鋁涂層。其中以鋅包鋁絲涂層最佳

4、。鋁含量略高于15％時,鋅鋁表現(xiàn)出很好的協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)鋁含量提高到66％以上時,涂層耐腐蝕性下降,同時對基體的犧牲陽極作用減弱。 (4)通過電化學(xué)試驗(yàn)研究了鋅鋁偽合金涂層的腐蝕行為,證明鋅鋁偽合金涂層在高氯、高濕環(huán)境下的腐蝕以活化溶解為主要機(jī)制,表現(xiàn)為陽極涂層。腐蝕產(chǎn)物對涂層表現(xiàn)出微弱的自封閉作用,壁壘保護(hù)有限。 (5)鋅鋁偽合金涂層對鋼鐵基體的保護(hù)作用分兩個階段：壁壘保護(hù)階段和犧牲陽極保護(hù)階段。并提出了鋅鋁偽合金涂層的腐