论文题目: 有机涂层中水传输与涂层金属失效机制的电化学研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学
作者: 张金涛
导师: 张鉴清
关键词: 有机涂层,水传输,失效,等效电路,硅烷化
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在自然环境中金属的腐蚀行为是化学热力学上的自发过程,由于腐蚀而导致金属材料结构的破坏和各种功能的丧失。在各种金属防腐蚀的方法（包括电化学保护、腐蚀介质处理和覆盖层保护等）中,有机涂层技术是目前最常用的手段之一。涂层金属的腐蚀与有机涂层的性能密切相关,而涂层防腐蚀性能取决于涂层与金属基体之间的粘结强度和涂层对水及其它侵蚀性粒子的抗渗透能力等诸多因素。本论文采用电化学方法和多种物理测试技术研究了涂层中水传输行为及涂层金属在腐蚀介质中的腐蚀失效规律。采用电化学阻抗谱（EIS）技术测量浸泡过程中随时间连续变化的涂层金属体系的阻抗谱,建立了与各浸泡时期对应的阻抗模型,并利用提出的等效电路模型对复合电极阻抗谱进行了解析,研究了与涂层性能和金属腐蚀状态相关各参数随时间变化的规律,定量评价涂层防护性能。主要研究工作包括: （1） 首先,研究了低碳钢和LY12铝合金表面涂覆的环氧与聚丙烯清漆涂层中的水传输及涂层金属的腐蚀行为。 利用高频阻抗虚部值计算不同浸泡时间的聚丙烯涂层电容,该涂层金属体系的电容（Cc）-时间（t）曲线(lnCc～t1/2表明在浸泡初期涂层中水传输行为符合Fick扩散定律,进而求得涂层中水的扩散系数（D）。研究了聚丙烯涂层金属电极阻抗模型随浸泡时间的演化,在浸泡初期涂层金属体系阻抗呈现电容特性,随时间延长阻抗谱时间常数增加,在浸泡后期阻抗谱中出现了扩散阻抗,该扩散阻抗并非典型Warburg阻抗。 研究了环氧涂层金属电极的阻抗模型在不同浸泡阶段的变化规律。采用四种阻抗模型对EIS数据进行了拟合。浸泡初期,等效电路仅由涂层电容（Cc）和涂层电阻（Rc）构成。随时间延长电解质溶液渗入涂层并到达涂层/金属界面,等效电路中出现了反映界面性质的双电层电容(Cdl)和电荷转移电阻(Rct)。随腐蚀反应的进
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 涂层金属的腐蚀及涂层的防护机制
1.1.1 有机涂层金属的一般性腐蚀特征
1.1.2 有机涂层的防护机制
§1.2 涂层金属腐蚀的研究方法
1.2.1 电化学阻抗谱(EIS)
1.2.2 局部电化学阻抗谱(LEIS)
1.2.3 扫描Kelvin探针(SKP)
1.2.4 伏安弛预法(RV)
1.2.5 电化学噪声(EN)
§1.3 有机涂层中水的传输行为
1.3.1 重量法
1.3.2 电容法
§1.4 金属表面预处理及防腐蚀新技术
1.4.1 硅烷偶联剂在金属腐蚀与防护中的应用
1.4.2 金属表面原位磷化技术
§1.5 本论文工作的目的和意义
参考文献：
第二章 实验方法
§2.1 有机涂料和化学试剂
2.1.1 有机涂料
2.1.2 化学试剂
§2.2 金属基体及其表面预处理
2.2.1 金属基体及其化学组成
2.2.2 金属基体表面预处理
§2.3 有机涂层的制备
§2.4 实验仪器和表征方法
2.4.1 实验仪器
2.4.2 物理表征
2.4.3 电化学测试
参考文献：
第三章 电化学阻抗谱及其等效电路模型
参考文献：
第四章 聚丙烯涂层金属电极的阻抗模型和水传输行为
§4.1 引言
§4.2 实验内容和方法
4.2.1 样品制备
4.2.2 EIS测试和数据分析
4.2.3 水在聚丙烯涂层中的传输行为
§4.3 实验结果与讨论
4.3.1 涂层体系阻抗模型
4.3.2 水传输行为
§4.4 本章小结
参考文献：
第五章 环氧涂层金属的阻抗模型与水传输行为—基体及涂层厚度的影响
§5.1 引言
§5.2 实验内容和方法
5.2.1 样品制备
5.2.2 物理表征
5.2.3 电化学测试与阻抗数据分析
§5.3 实验结果与讨论
5.3.1 阻抗模型
5.3.2 涂层中水传输行为
5.3.3 涂层金属的腐蚀行为
§5.4 本章小结
参考文献：
第六章 环氧涂层金属的阻抗模型与水传输行为—固化剂含量的影响
§6.1 引言
§6.2 实验内容和方法
6.2.1 样品制备
6.2.2 涂层的物理表征
6.2.3 电化学阻抗谱测量
§6.3 实验结果与讨论
6.3.1 阻抗模型
6.3.2 涂层中水的传输行为
§6.4 本章小结
参考文献：
第七章 基体改性及涂层硅烷化改性研究初探
§7.1 引言
§7.2 实验内容和表征方法
7.2.1 化学转化溶液的制备
7.2.2 化学转化膜的制备
7.2.3 环氧涂层的制备
7.2.4 电化学测试
7.2.5 物理表征
§7.3 实验结果与讨论
7.3.1 Alodine转化金属涂层腐蚀研究
7.3.2 硅烷膜的结构与性能
7.3.3 涂层/硅烷膜/金属电极和硅烷改性涂层金属的吸水与腐蚀行为
§7.4 本章小结
参考文献：
第八章 结论
致谢
附录
发布时间: 2005-10-26
参考文献
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