磷酸鋅對涂層耐腐蝕性能的影響檢測前置于25℃、 濕度65%的恒溫箱中一星期, 用磁性測厚儀測量涂層厚度, 保持厚度在100± 10μ m范圍內。1.3 浸泡實驗將不同磷酸鋅用量的涂層樣板置于 250℃ 馬弗爐中, 10h 后取出, 冷卻后置于 10%NaCl 溶液中浸泡。1.4 阻抗試驗采用 EIS方法對不同磷酸鋅用量的涂層樣板 (經過250℃馬弗爐10h處理) 進行測試, 在常溫下 (25℃) 3%的 NaCl 溶液中浸泡 30 天后測出阻抗。
磷酸鋅對涂層耐蝕性的影響通過浸泡實驗并采用光學顯微鏡(× 200倍) 對樣板浸泡后的形貌進行了觀察。 不含磷酸鋅的涂層樣板(A) 在第 5 天表面出現銹點; 含5%、 10% 磷酸鋅的涂層樣板(B)、(C) 在經過 20天以后, 表面出現銹斑; 而含量為 15% 和 30% 的涂層樣板(D)、(E) 在經過30天浸泡之后,表面無改變。 故在含腐蝕介質的環境中, 磷酸鋅的加入可以很好地提高涂層的耐蝕性。 在 15% 與 30% 磷酸鋅含量的涂層樣板中,電解質溶液還沒有通過涂層微孔縫隙滲透到涂層 /基底界面, 其阻抗值很大, 可以很好的保護金屬基底。 此外30%磷酸鋅含量涂層阻抗值要小于15%磷酸鋅含量涂層阻抗值, 可見為了得到更高的阻抗值, 性能更好的涂層, 磷酸鋅的加入量應控制在15% 范圍左右。
不同磷酸鋅含量的涂層樣板浸泡處理后的形貌圖而含有5%和10%磷酸鋅含量的涂層樣板電阻值相對較低, 但比不含磷酸鋅的涂層樣板仍要高很多, 電解質溶液滲透已經透過涂膜中的孔隙到達涂層/基底的界面, 并在界面區形成腐蝕反應微電池, 基底已經開始腐蝕,界面區局部起泡且與微孔相對應。 比較其它涂層樣板的阻抗值, 不含磷酸鋅的涂層樣板阻抗值最小, 電解質溶液可以輕易地到達基底對基材進行腐蝕,涂膜受損相對嚴重。
磷酸鋅的耐腐蝕機理磷酸鋅的防銹機理非常復雜, 至今還不十分清楚。有人認為由于腐蝕反應在陽極區生成溶解的金屬離子,來自鹽水解作用的酸與接近腐蝕區涂層的磷酸鋅粒子反應生成磷酸和鋅離子, 釋放出的磷酸與金屬鋼底材反應生成不溶的三代磷酸鹽,三代磷酸鹽沉積在腐蝕位置上,把腐蝕區封住形成了隔離層, 從而阻止了腐蝕的進一步發生。 也有人認為因為磷酸鋅與基料中的羧基和羥基發生反應, 生成絡合物, 而這種絡合物能與腐蝕產物發生反應, 在底材表面上形成緊密的保護膜, 從而保護金屬基底不被腐蝕。
本體系中, 隨著浸泡時間的增加, 不同磷酸鋅含量的涂層樣板在 3% 的 NaCl 溶液中浸泡 30 天測量出的阻抗圖不含磷酸鋅的樣板浸泡 5 天后的形貌圖5% 磷酸鋅含量的樣板浸泡20 天后的形貌圖10% 磷酸鋅含量的樣板浸泡20 天后的形貌圖15% 磷酸鋅含量的樣板浸泡30 天后貌圖防腐2008.3.5, 1 0:33 PM43 —41 —之間時, 電流密度隨電位的升高急劇增大, 鎢銅合金上發生了強烈的陽極溶解反應; 當電位在 50~125mV 之間時, 電流密度隨電位升高急劇下降, 出現了鈍化; 當電位高于125mV時, 出現過鈍化, 鈍化膜溶解, 陽極電流又急劇增大, 鎢銅合金開始劇烈腐蝕。
鎢銅合金表面化學鍍Ni-P鍍層在 3.5%NaCl溶液中浸泡不同時間后測定的陽極極化曲線?梢钥闯鼋葜0.5h時的鍍層的鈍化區并不典型, 電流密度隨電位的升高逐漸增大, 發生了輕微的陽極溶解反應。 實際上,Ni-P鍍層在浸泡過程中逐步溶解變薄,NaCl溶液逐漸接近合金基體, 但仍然沒有完全溶解, 故在較長時間內(29d) 仍具有一定的保護作用。
結論采用浸漬失重試驗法和動電位極化曲線研究了鎢銅合金基材和鎢銅合金表面化學鍍 Ni-P 合金鍍層在不同腐蝕介質溶液中的腐蝕行為, 得出如下結論:
(1) 鎢銅合金表面上化學鍍 Ni-P 合金鍍層為高磷鍍層, 磷含量為11.37%, 其主要結構為非晶態, 這是保證 Ni-P 合金鍍層有較好耐蝕能力的主要原因。
(2) 鎢銅合金表面化學鍍Ni-P合金鍍層在NaCl溶液、 人工模擬汗液和H2SO4溶液中的腐蝕速度比鎢銅合金小。
(3) 化學鍍Ni-P合金浸入3.5wt.%NaCl溶液后不久其表面便開始形成鈍化膜, 但此鈍化膜不完整, 隨著浸泡時間的延長,鈍化膜不斷生長,能在較長時間內 (29d)對鎢銅合金起到保護作用。
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