一種重防腐有機涂層快速量化評價方法技術

本發明專利技術提供的一種重防腐有機涂層快速量化評價方法，以16MnR鋼基納米重防腐有機涂層為例，將試樣切成10mm×10mm的小試塊，并用銅導線焊接在試片的邊緣，除單側10mm×10mm的腐蝕暴露面以外，其它的表面用704硅橡膠涂覆，對涂層進行電化學阻抗譜測試，測試采用幅值為5mV的正弦波，測試頻率為10-100kHz，對測試后的阻抗譜數據采用Zsimpwin軟件進行圖譜解析和數據擬合分析，實現其評價；其中包括納米重防腐涂層設計，測定不同鹽霧腐蝕時間的納米有機涂層試樣的阻抗譜，并進行等效電路解析得到電化學參數值，即通過法拉第定律計算得到腐蝕速率等。

【技術實現步驟摘要】

該專利屬于材料腐蝕與防護
，主要應用于對重防腐有機涂層防護效果和有效壽命的快速量化考核評價。
技術介紹
有機涂層的老化機制復雜多祥，工程上主要通過長期現場監測對有機涂層的破損程度和壽命進行預估，在涂層完全失效前難以對其失效程度進行量化評價，因此重防腐有機涂層的快速量化評價是整個金屬腐蝕與防護領域的一個技術難題。絕大多數腐蝕過程主要是電化學反應過程，其腐蝕行為在的不同階段具有不同的電化學特征，因此采用電化學方法對納米有機涂層的變化進行量化評價。電化學測量技術分為穩態和暫態兩大類。當以所謂的穩態技術研究腐蝕環境時，如利用低掃描速度的線性掃描伏安法只能得到腐蝕過程的速度決定步驟信息。然而，金屬的腐蝕機理通常包括不只一個步驟。作為一種暫態電化學測量技術，電化學阻抗(Elect rochemical ImpedanceSpect roscopy)技術采用小振幅的正弦波極化信號,一方面由于擾動與體系的響應之間近似呈線性關系，使得測量結果的數學處理變得簡單；另一方面，由于在電極上交替進行著陰極過程和陽極過程，不會引起極化的積累性發展，不會使涂層體系在測量中發生大的改變，故可以對其進行反復多次測量，因此可用于研究涂層破壞的動力學過程。同吋，電化學阻抗方法作為ー種頻率域的測量方法，可以在很寬的頻率范圍對涂層體系進行測量，因而可以在不同的頻率段分別得到涂層電容、微孔電阻以及涂層下腐蝕反應電阻、雙電層電容等與涂層性能及涂層破壞過程有關的動力學信息及電極界面結構的信息。因此，利用電化學阻抗技術研究重防腐有機涂層在特定環境中的腐蝕電化學行為和失效機理，對其在腐蝕過程中的變化進行量化考核，對其防腐效果進行預估。本專利技術創新點及有益效果:提出并采用電化學阻抗譜技術研究了重防腐有機涂層的失效過程，對測試后的阻抗譜數據進行圖譜解析和數據擬合分析，解決了重防腐有機涂層防腐效果快速量化考核評價的難題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于:設計ー種用于特定環境下重防腐納米有機涂層防腐效果量化評價的方法，可對涂層的有效壽命進行快速量化評估，該方法可在其它重防腐涂層的快速量化考核評價方面進行有效利用，有重要的應用價值。本專利技術的目的是這樣實現的:ー種重防腐有機涂層快速量化評價方法，其特征在于:以16MnR鋼基納米重防腐有機涂層為例，將試樣切成IOmmX IOmm的小試塊，并用銅導線焊接在試片的邊緣，除單側IOmmXlOmm的腐蝕暴露面以外，其它的表面用704硅橡膠涂覆，對涂層進行電化學阻抗譜測試，測試采用幅值為5mV的正弦波，測試頻率為IO-1OOkHz,對測試后的阻抗譜數據采用Z s impwin軟件進行圖譜解析和數據擬合分析，實現重防腐有機涂層的快速量化評價；其中納米重防腐涂層設計:納米環氧富鋅底漆厚度30-150i!m、納米環氧封閉底漆厚度30-200 u m、環氧不銹鋼鱗片中間漆厚度50-800 u m、納米封孔防腐面漆厚度40-250 u m、總膜厚厚度 150-1400 u m ；其中實驗溶液配制:溶液以5%NaCl溶液為基礎，按照現場環境空氣冷凝水中陰離子含量添加HC1、H2S04、NaHCO3等，加入NaHO,使溶液的pH值為7 ；測定不同鹽霧腐蝕時間的納米有機涂層試樣的阻抗譜，并進行等效電路解析得到它們的電化學參數值(附表):其中通過法拉第定律計算得到腐蝕速率:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種重防腐有機涂層快速量化評價方法，其特征在于：以16MnR鋼基納米重防腐有機涂層為例，將試樣切成10mm×10mm的小試塊，并用銅導線焊接在試片的邊緣，除單側10mm×10mm的腐蝕暴露面以外，其它的表面用704硅橡膠涂覆，對涂層進行電化學阻抗譜測試，測試采用幅值為5mV的正弦波，測試頻率為10?100kHz，對測試后的阻抗譜數據采用Zsimpwin軟件進行圖譜解析和數據擬合分析，實現其評價；其中納米重防腐涂層設計：納米環氧富鋅底漆厚度30?150μm、納米環氧封閉底漆厚度30?200μm、環氧不銹鋼鱗片中間漆厚度50?800μm、納米封孔防腐面漆厚度40?250μm、總膜厚厚度150?1400μm；其中實驗溶液配制：溶液以5%NaCl溶液為基礎，按照現場環境空氣冷凝水中陰離子含量添加HCl、H2SO4、NaHCO3等，加入NaHO，使溶液的pH值為7；測定不同鹽霧腐蝕時間的納米有機涂層試樣的阻抗譜，并進行等效電路解析得到電化學參數值：其中通過法拉第定律計算得到腐蝕速率：CR=3.28×Mnρicorr---(1)式中，CR為腐蝕速率，mm/a；M為金屬的摩爾質量，g/mol；n為金屬的化合價；ρ為金屬密度，g/cm3；icorr為腐蝕電流密度,mA/cm2；鹽霧腐蝕實驗時間每延長10d，涂層的腐蝕速率大約增大1個數量級；對納米有機涂層試樣的腐蝕速率與鹽霧實驗時間的關系進行擬合分析；其中富鋅涂層腐蝕速率的對數與鹽霧實驗時間大致成正比：ln(R(t))＝?7.2062+74.507×t(2)式中，R(t)為t時刻富鋅涂層的腐蝕速率，μm/a；t為鹽霧實驗時間，a。對（2）進行變換可得：dD(t)dt=R(t)=Exp(-7.2062+74.507×t)---(3)式中，D(t)為t時刻已發生腐蝕的富鋅涂層的厚度，μm。在（0，T）范圍內對（3）式進行定積分可得：D(T)?D(0)＝?9.95841×10?6+9.95841×10?6Exp(74.507×T)??(4)取富鋅涂層中的鋅含量為80％，則D（T）=0.8×80=64μm，與D（0）=0一起代入（4）式可得，T＝0.210a=76.7d，當納米重防腐有機涂層體系中80μm厚的納米富鋅涂層在上述特定的鹽霧加速腐蝕實驗環境，可以通過陰極保護作用在76.7d內防止16MnR鋼基體發生腐蝕，從而實現了納米有機涂層的快速量化考核評價。...

【技術特征摘要】
1.一種重防腐有機涂層快速量化評價方法，其特征在于:以16MnR鋼基納米重防腐有機涂層為例，將試樣切成IOmmX IOmm的小試塊，并用銅導線焊接在試片的邊緣，除單側IOmmXlOmm的腐蝕暴露面以外，其它的表面用704硅橡膠涂覆，對涂層進行電化學阻抗譜測試，測試采用幅值為5mV的正弦波，測試頻率為IO-1OOkHz,對測試后的阻抗譜數據采用Zsimpwin軟件進行圖譜解析和數據擬合分析,實現其評價； 其中納米重防腐涂層設計:納米環氧富鋅底漆厚度30-150 u m、納米環氧封閉底漆厚度30-200 u m、環氧不銹鋼鱗片中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：中國人民解放軍六三六五三部隊，
類型：發明
國別省市：