镁合金表面环氧涂层中防锈颜料及缓蚀剂的研究

摘要

镁合金是迄今在工程中应用的最轻的金属结构材料,具有比强度高、阻尼减震性能好、导热性、尺寸稳定性好、切削加工性能好以及具有良好的电磁防护特性等优点,得到广泛的应用。然而,由于镁合金化学性质活泼,极易诱发腐蚀,因此耐蚀性差是制约其应用的主要因素。有机涂层保护技术成本低且工艺简单,是增强镁合金表面耐蚀性的重要防护措施之一,但关于适用于镁合金涂层的防锈颜料及缓蚀剂方面研究很少,为此本论文分别从无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、传统防锈颜料入手,探寻在环氧涂层中对镁合金起防蚀作用的物质。
　　 论文采用极化曲线法,研究了含量分别为1‰、3‰、5‰的钼酸钠、磷酸钠、硝酸钾3种无机缓蚀剂对AZ91D镁合金在3％NaCl溶液中的腐蚀行为的影响,发现3‰磷酸钠和3‰硝酸钾对镁合金起到了较好的缓蚀作用。然后利用划叉浸泡及交流阻抗测试,研究了加入3‰磷酸钠和3‰硝酸钾的环氧涂层对镁合金的防护性能。结果表明,与环氧清漆涂层相比,3‰磷酸钠和3‰硝酸钾缓蚀剂加入涂层后,反而加速了镁合金的腐蚀。
　　 采用划叉浸泡和交流阻抗测试手段,研究了加入不同含量的咪唑、硫脲、1,4-丁炔二醇、六次甲基四胺、二乙基二硫代氨基甲酸钠、苯骈三氮唑、十二烷基苯磺酸钠等有机缓蚀剂在AZ91D镁合金表面环氧涂层中的缓蚀作用。结果表明,添加1％1,4-丁炔二醇、0.5％二乙基二硫代氨基甲酸钠提高了涂层对镁合金的防护能力。
　　 在AZ91D镁合金表面上刷涂了含不同含量防锈颜料的环氧涂层,通过划叉浸泡试验、动电位极化、交流阻抗、开路电位监测和XPS等实验手段研究了氧化铁红、锌铬黄、纳米二氧化钛等7种防锈颜料对AZ91D镁合金表面有机涂层防护性能的影响。结果得出,在环氧涂层中加入占干膜质量20％和30％的锌铬黄、20％三聚磷酸铝、20％纳米二氧化钛颜料能较好地提高涂层对镁合金的保护能力。

目录

文摘

英文文摘

Contents

第一章 绪论

1.1 镁及镁合金概述

1.1.1 镁的概述

1.1.2 镁合金的性质

1.1.3 镁合金的应用

1.2 镁合金的腐蚀

1.2.1 镁合金的腐蚀形式

1.2.2 镁合金腐蚀的影响因素

1.3 镁合金表面防护技术

1.3.1 化学转化膜法

1.3.2 阳极氧化

1.3.3 金属涂(镀)层

1.3.4 气相沉积层

1.3.5 有机涂层

1.4 有机涂层中缓蚀剂的研究

1.4.1 缓蚀剂的分类

1.4.2 缓蚀剂的作用机理

1.4.3 有机涂层中缓蚀剂的筛选原则

1.5 防腐蚀涂层中颜填料的研究

1.5.1 防锈颜料

1.5.2 纳米填料

1.5.3 颜(填)料的含量

1.6 论文选题意义及研究内容

1.6.1 论文选题意义

1.6.2 论文研究内容

第二章 环氧涂层中无机缓蚀剂对镁合金的影响

2.1 实验材料及试样制备

2.1.1 溶液中缓蚀剂的筛选

2.1.2 环氧涂层缓蚀剂对镁合金的影响

2.2 实验方法

2.2.1 极化曲线法

2.2.2 划叉浸泡试验

2.2.3 交流阻抗测试

2.3 结果与讨论

2.3.1 极化曲线测试

2.3.2 划叉浸泡及交流阻抗试验

2.4 本章小结

第三章 环氧涂层中有机缓蚀剂对镁合金的影响

3.1 实验材料及试样制备

3.2 实验方法

3.2.1 划叉浸泡试验

3.2.2 交流阻抗测试

3.3 结果与讨论

3.3.1 划叉浸泡试验

3.3.2 交流阻抗测试

3.4 本章小结

第四章 环氧涂层中传统防锈颜料对镁合金的影响

4.1 实验材料及试样制备

4.2 实验方法

4.2.1 划叉浸泡试验

4.2.2 交流阻抗测试

4.2.3 SEM测试

4.2.4 XPS测试

4.3 结果与讨论

4.3.1 划叉浸泡试验

4.3.2 交流阻抗测试

4.3.3 涂层浸泡过程开路电位变化

4.4.4 镁合金在含各种颜料的3％NaCl溶液中的极化曲线

4.4.5 镁合金在含各种颜料的3％NaCl溶液中的Nyquist曲线

4.4.6 涂层的极化曲线测试

4.4.7 涂层断面的SEM分析

4.4.8 不同含量的锌铬黄涂层的划叉浸泡实验

4.4.9 XPS测试

4.4.10不同含量的三聚磷酸铝涂层的划叉浸泡实验

4.4.11不同含量的纳米二氧化钛涂层的划叉浸泡实验

4.4.12含30％锌铬黄和20%二氧化钛涂层的划叉浸泡实验

4.4.13各种防锈颜料与富镁涂层复配后的划叉浸泡实验

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书