静水压力和交变压力对环氧涂层失效行为的影响

摘要

金属材料在深海环境中极易发生腐蚀破坏,有机涂层是防止金属腐蚀的一种主要的防护手段。由于电化学阻抗谱(EIS)可以获得有机涂层以及涂层下金属腐蚀的丰富的电化学信息,从而被广泛应用于有机涂层体系防护性能的研究中。海水压力是材料在深海环境中腐蚀失效的一个重要影响因素。
　　 本论文主要采用电化学阻抗谱研究了两种常用的环氧涂层体系分别在静水压力和交变压力下的失效过程以及涂层下金属的腐蚀行为,并结合涂层吸水率以及附着力随时间变化规律分析了静水压力和交变压力对涂层性能以及涂层失效行为的影响。实验结果表明,静水压力使电解质溶液向涂层内渗透加快;与常压下相比,静水压力下涂层电阻减小,涂层对水、氧气等侵蚀性粒子的阻挡作用减弱,涂层的失效过程更快;涂层/金属界面的电荷转移电阻更小,界面处金属腐蚀反应更快,涂层下金属基体更容易发生腐蚀,涂层的防护性能变差。交变压力下加压后涂层性能明显降低,涂层下金属发生腐蚀。腐蚀反应发生后涂层性能以及金属腐蚀变化具有一定的周期性,加压后与常压下相比,涂层性能迅速恶化,腐蚀反应加快。在静水压力和交变压力下涂层吸水率随时间增大,涂层附着力随时间下降,涂层性能逐渐降低。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 海洋腐蚀环境

1.3 深海腐蚀主要影响因素

1.4 有机涂层的防护与失效

1.4.1 有机涂层的防护机制

1.4.2 有机涂层的失效

1.5 有机涂层防腐性能的检测方法

1.5.1 常规检测方法

1.5.2 电化学方法

1.6 本论文工作的内容与目的

第2章 实验材料与实验方法

2.1 实验材料

2.1.1 金属基体及表面预处理

2.1.2 环氧涂层制备

2.2 实验仪器及设备

2.3 实验方法

2.3.1 电化学阻抗谱测试

2.3.2 涂层吸水率测量

2.3.3 涂层附着力测量

第3章 Intershield300环氧涂层在静水压力下的失效过程研究

3.1 常压和静水压力下涂层的EIS谱分析

3.1.1 常压下涂层的EIS谱

3.1.2 3.5MPa压力下涂层的EIS谱

3.1.3 6.3MPa压力下涂层的EIS谱

3.1.4 电化学参数的变化

3.2 EIS谱特征参数评价涂层的防护性能

3.2.1 低频阻抗模值的变化

3.2.2 特征频率的变化

3.2.3 EIS谱中频相位角的变化

3.3 涂层吸水率的变化

3.4 涂层附着力的变化

3.5 本章小结

第4章 Interbond 808环氧涂层在静水压力下的失效过程研究

4.1 常压下和静水压力下涂层的EIS谱分析

4.1.1 常压下涂层的EIS谱

4.1.2 3.5MPa压力下涂层的EIS谱

4.1.3 6.3MPa压力下涂层的EIS谱

4.1.4 电化学参数的变化

4.2 EIS谱特征参数评价涂层的防护性能

4.2.1 低频阻抗模值的变化

4.2.2 特征频率的变化

4.2.3 EIS谱中频相位角的变化

4.3 涂层吸水率的变化

4.4 涂层附着力的变化

4.5 本章小结

第5章 Intershield 300环氧涂层在交变压力下的失效过程研究

5.1 交变压力下涂层的EIS谱

5.1.1 0.1/3.5 MPa交变压力下涂层的EIS谱

5.1.2 0.1/6.3 MPa交变压力下涂层的EIS谱

5.1.3 电化学参数的变化

5.2 涂层吸水率的变化

5.3 涂层附着力的变化

5.4 本章小结

第6章 Interbond 808环氧涂层在交变压力下的失效过程研究

6.1 交变压力下涂层的EIS谱

6.1.1 0.1/3.5 MPa交变压力下涂层的EIS谱

6.1.2 0.1/6.3 MPa交变压力下涂层的EIS谱

6.1.4 电化学参数的变化

6.2 涂层吸水率的变化

6.3 涂层附着力的变化

6.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢