镁合金表面环氧涂层中防锈颜料及缓蚀剂的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 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
• 前言
• 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
• 前言
• 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
• 前言
• 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
• 4.3.4 镁合金在含各种颜料的3%NaCl溶液中的极化曲线
• 4.3.5 镁合金在含各种颜料的3%NaCl溶液中的Nyquist曲线
• 4.3.6 涂层的极化曲线测试
• 4.3.7 涂层断面的SEM分析
• 4.3.8 不同含量的锌铬黄涂层的划叉浸泡实验
• 4.3.9 XPS测试
• 4.3.10 不同含量的三聚磷酸铝涂层的划叉浸泡实验
• 4.3.11 不同含量的纳米二氧化钛涂层的划叉浸泡实验
• 4.3.12 含30%锌铬黄和20%二氧化钛涂层的划叉浸泡实验
• 4.3.13 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