水性Al-Zn-Si合金涂层微观组织及腐蚀性能研究.pdf

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1、第32卷第4期中国腐蚀与防护学报Vb1．32No．42012年8月JournalofChineseSocietyforCorrosionandProtectionAug．2012水性A1．zn．si合金涂层微观组织及腐蚀性能研究蒋穹缪强姚正军魏小昕21．南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106；2．江苏省麟龙新材料股份有限公司无锡214183摘要：用A1一Zn-Si合金粉末制备热烧结铝锌硅合金涂层，通过盐水浸泡实验和电化学测试研究其耐蚀性能，并结合扫描电镜和x射线衍射分析等手段观察A1-Zn—Si合金涂层显微组织及其在盐水中

2、的腐蚀产物形貌，分析涂层的耐蚀机理。结果表明，A1一Zn—Si合金涂层也具有阴极保护作用，且A1一Zn-Si合金延缓涂层金属粉末的消耗，使牺牲阳极的腐蚀速率减慢。关键词：A1一Zn-Si合金涂层防腐涂料盐水腐蚀阴极保护中图分类号：TG179文献标识码：A文章编号：1005—4537(2012)04—0311—061前言玻璃态相，其是构成涂层的主要组成相，因而提高了涂层的致密度。李春玲【0】制备了三种不同Al含量的55％AI_zn．1．6％Si合金耐蚀性能优于Zn和Al—Zn-A1伪合金涂层。研究证明，随着Al含量的增加会Zn合金，具有

3、良好的电化学保护作用和优异的耐盐减缓金属的阳极溶解过程，因而A1含量较高的Zn—雾腐蚀性能，这在热浸镀55％A1．Zn一1．6％Si中得到证Al伪合金涂层具有较好的耐盐雾和全浸腐蚀性能。实。热浸55％A1一Zn一1．6％Si镀层既具有镀铝板的耐蚀热喷涂Zn85A1合金涂层的耐腐蚀性接近喷Al涂层，性能和抗高温氧化性能，又具有镀锌板的阴极保护能明显优于热涂Zn；阴极保护作用与喷Zn层相同而力，是最佳的合金镀层组合之一[1I2]。在多种不同的优于热喷Al涂层；且A1含量超过该范围后，耐蚀性腐蚀环境中，耐蚀性比zn镀层提高23倍，与Al可望

4、进一步提高；但在研究中也发现，随着Al含量镀层相近，并且耐缝隙腐蚀优于Al镀层和Al-1．6％Si进一步增加，Zn-A1伪合金材料的硬性和脆性都不利镀层[314]，在氨水中对钢材基体也有良好的电化学保于丝材加工和热喷涂操作；而添加Si的Al—zn合金护作用[2】o但热浸镀过程温度较高，易引起工件氧化的抗拉强度却比ZA27合金低得多，其最大值也仅为变形；热浸镀垫片类、细小类零件时，零件易粘连；286MPa[7l，更加难以加工。若采用Al—Zn合金粉镀螺纹零件时，熔融镀层会堵塞螺纹，对螺母必须镀末制备涂料则不会出现这种问题，且其成本也低于

5、后重新套扣；且操作过程中烟尘、粉尘和金属热蒸汽Zn85Al[Sl。污染严重。国内外对于用Zn—A1合金粉末制备无铬防腐涂近年来，对Al—zn合金进行热喷涂的研究取得料的研究已有报道。张洪斌[0】提出用zn—Al合金鳞了一定进展。Liu等[5】应用电弧喷涂制备了Zn-A1一片涂料代替玻璃鳞片涂料，该涂料既能阻止腐蚀介Mg-RE—Si合金涂层，其耐蚀性优于zn—A1一Mg-RE合质的渗透又能将已渗透的腐蚀介质不断消耗，使之不金涂层，这是因为Si与其他金属元素形成非平衡的能进一步向基体表面渗透，对于钢铁结构的基体该涂料还可以起到电化学牺牲阳

6、极保护作用。Hern~ndez定稿日期20ll—ll一09等【10]用Zn-A1一磷酸盐(ZAP)防腐颜料制备水性涂基金项目江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXLx料，并研究了涂层／钢基体在盐水中的腐蚀机制。研究120149)、江苏省科技成果转化专项基金(BA2011029)表明，ZAP主要是在阴极层状剥落时形成一薄层Zn-和江苏省产学研联合创新资金一前瞻性联合研究项目Na-ZAP沉淀膜，起到较高的屏蔽保护作用。Vese1)~(BY2011101)和江苏省普通高校研究生科研创新计划等[11]通过在片状铝颗粒上合成具有核一壳尖晶石

7、资助项目(CxLx12—0149)中央高校基本科研业务费专项资金资助结构的Zn-Mg-A1颜料制备有机环氧涂料，其涂层具作者简介蒋穹，女，1982年生，博士，研究方向为金属腐蚀与有比采用片状高岭土和未经包覆的铝粉制备涂层更防护优的耐蚀性。从善海等[12,13】采用Zn—A1-Mg-Ce合金通讯作者缪强，E-maihmiaoqiang@nuaa．edu．ca4期蒋穹等：水性Al—zn-Si合金涂层微观组织及腐蚀性能研究315体的保护作用表现在以下三个方面：的腐蚀产物膜(主要为碱式碳酸锌铝水合物)，仍对(1)片状合金粉末的阻挡作用基体起到

8、良好地物理屏蔽作用；在腐蚀介质侵蚀下，涂层完好时，腐蚀介质很快穿透涂层表面的一腐蚀产物膜出现裂纹，周围组织变得疏松多孔，涂层层硅烷膜，到达合金粉末表面。微米级的片状金属粉失效。末平行搭接，层层叠加组成的涂层，给腐蚀介质的